高中物理教科版选修3-1讲义 第二章 直流电路 第8节 逻辑电路和控制电路

第8节逻辑电路和控制电路

学习目标核心提炼

1.知道常见逻辑电路的特点。3个逻辑电路——“与”

2.了解三种逻辑电路的应用。电路、"或'电路、“非”

3.了解集成电路的构成和优点。电路

一、常见的逻辑电路

1.定义：逻辑电路是计算机和自动化设备中的重要组成部分，它是指输出।和输入

之间存在一定逻辑关系的电路。

2.有触点的开关电路：由手动或继电器控制的电掰,是最简单、最直观的逻辑电

路。

3.开关“与“电路

(1)“与”电路。

⑵有触点的开关组成“与”电路是串联关系。

⑶真值表。

输入输出

ABP

000

01Q

I00

111

(4)特点：当输入都为“0”时，输出为“0”；当输入一个为“0”，一个为时，输出

为“0”；当输入都为“1”时,输出为力”。

4.开关“或，电路

(1)“或”电路。

⑵有触点的开关组成“或”电路是典关系。

⑶真值表。

输入输出

ABP

000

011

101

111

(4)特点：当输入都为"0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”,另一个输入为力”时,

输出为力”;当输入都为“1”时，输出为'T'。

5.开关“非”电路

(1)“非”电路。

(2)输入与输出的关系是“相反”的o

(3)真值表。

输出

(4)特点：当输入为“0”时，输出为力”;当输入为“1”时，输出为“0”，输出跟输入

恰好相反。

思考判断

1.如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“或”逻辑关

系。(x)

2.真值表中的“I”和“0”与算术中的“1”和“0”有本质区别。(<)

二、用二极管实现“与”电路和“或”电路

1.特点

(1)动作速度快。

(2)可靠性极高。

2.实现方法：“与”电路和“或”电路可以用二极管来实现,而“非”电路需用三极管

来实现。

三、集成电路

1.应用：逻转电路是计算机和自动化设备中的重要组成部分，在生产、生活中有

着广泛的运用。

2.优点：体积小、方便、可靠，适用于系列化、标准化生产等。

3.发展进程

(1)第一台电子计算机诞生于1946年。

(2)1947年，晶体三极管的发明给计算机提供了新的电子器件，1956年研制成功

的第一台晶体萱计算机，成为第二代电子计算机的开端。

(3)1958年研制出第一个半导体集成电路。

(4)1964年生产出由混合集成电路作为电子器件的第三代电子计算机。

要点n三种逻辑电路的类比理解

［要点归纳］

逻辑电

类匕电路图逻辑关系

路种类

两个开关都闭合是灯亮的充分必要条

“与”电

A

路件，逻辑关系可示意为口=C

13

两个开关都闭合是灯亮的充分但不必

要条件，逻辑关系可示意为

“或，，电曾AC画A

\

路干C

E/

“非，，电警逻辑关系表示为A=—C,C表示结果

路成立，一C表示结果不成立

［精典示例］

［例1］监控系统控制电路如图1所示，开关S闭合时，系统白天和晚上都工作，

开关S断开时，系统仅晚上工作。在电路中虚框处分别接入光敏电阻(受光照时

阻值减小)和定值电阻，则电路中()

图1

A.C是“与”电路，A是光敏电阻

B.C是“与”电路，8是光敏电阻

C.C是“或”电路，A是光敏电阻

D.C是“或”电路，3是光敏电阻

解析开关S闭合后，C的一个输入端是1,系统不管白天和晚上都工作，说明

与另一端的逻辑值无关，这说明C是"或''电路。开关S断开时，C的一个输入端

是0,要让系统工作，另一个输入端必须是1,也就是高电压，所以B是光敏电

阻，D正确。

答案D

方法总结I

对“与，，电路、“或”电路及真值表中“0”、“1”的理解

(1)“与"、"或”电路有两个输入端，输出由两输入共同决定，而“非”电路只有一个

输入端，其输出跟输入恰好相反。

(2)逻辑电路中的“0”和“1”不是表示数量而是表示事物矛盾双方的一种符号。

［针对训练1］下面是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为电路，在真

值表中X处的逻辑值为

ANI

B

输入输出

ABY

000

011

10X

111

答案“或’1

2简单的复合逻辑电路

［要点归纳］

1.“与非''电路

一个“与,，电路和一个“非,，电路组合在一起，组成一个复合电路，称为“与非”电路,

如图所示。

其真值表为

输入输出输入输出

AiBiYiA2丫2

00001

01001

10001

11110

2.“或非”电路

一个“或,，电路和一个“非,'电路组合在一起，组成一个“或非”电路，如图所示。

其真值表为

输

输入输出输入

出

AiBiYiA2丫2

00001

01110

10110

11110

［精典示例］

［例2］如图2所示为两个“非”电路和一个喊”电路组成的复合逻辑电路，请在下

表中填写该逻辑电路的真值表。

图2

输入输出

ABP

解析“非”电路的输入状态与输出状态呈相反的逻辑关系，“或”电路只要有一个

输入状态为“1”，输出信号便为“1”，根据以上特点可确定真值表。

答案真值表如下表所示

输入输出

4BP

001

011

101

110

规律总结|

复合逻辑电路真值表的确定方法

⑴如果A、B输入分别经过一个“非”电路，它们各自的输出丫1、丫2又组成一个“与”

电路或“或”电路，最后输出Y,则Y的值直接取决于Yi、丫2。

（2）判断复合逻辑电路的最终输出结果时，分析思路一般是“从前向后”，先分析第

一个逻辑电路的输出结果，再判断第二个，依此类推。

［针对训练2］在如图3所示的复合电路中，A、B、C为门电路的输入端，观欲

使Y输出“0”，如果C输入端为“0"，则A、B两端分别输入（）

图3

A.00B.0I

C.10D.l1

解析当C端输入“0”，“非”电路输出“1”，输出端Y输出“（）”时，可知“或”电路

的输出端必须为“（）”，则A、B端的输入分别为（），（），A正确。

答案A

1.（对单一逻辑电路的理解）如图所示的逻辑电路中能让小灯亮起来的是（）

答案B

2.（“与”电路的理解）如图4为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯的原理电

路，图中S为声控开关（有声音时开关闭合，无声音时开关断开），R为光敏电阻,

Ri和R2都是定值电阻，A为某种逻辑电路，L为灯泡。当晚上有人发声时，能

够自动打开楼道灯，白天即使有人发声，楼道灯也不会亮。贝女）

图4

A.图中A是一个“与”电路

B.图中A是一个“或”电路

C.图中A是一个“非”电路

D.晚上无光照时L一定亮

解析只有两个条件同时满足灯才会打开。因此A是“与”电路，选项A正确。

答案A

3.（对复合逻辑电路的理解）在如图5所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、

B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为（）

图5

A.1和0B.0和1

C.1和1D.0和0

解析B端电信号经过一个“非”电路，变为“1”，从D端输出，故D端输出为“1”；

B端的输出信号又作为输入信号与A端输入信号一起经过上面的“与”电路，两者

都是“「‘，故C端输出为“1”。故选项C正确。

答案C

4.（复合逻辑电路的实际应用）如图6所示的逻辑电路，输出端为“1”,指示灯L亮;

输出端为“0”,指示灯L不亮。现要使灯L亮，则A、8两输入端分别是（）

图6

A.‘T'、力"B."0"、"0”

C.'T'、"0"D."0"、"1"

解析要使灯L亮，“非”电路的输出应该为力”，故“非”电路的输入为“0”；故“或”

电路的两个输入端都应该为“0”。

答案B

基础过关

1.隧道里有一个警报器，在隧道的两端各有一个开关，在出现危险时要求不论接

通哪一个开关都能使警报器报警，那么应设计的电路为（）

A.“与”电路B.“或”电路

C.“非”电路D.上述答案都有可能

解析要求不论接通哪一个开关都能使警报器报警，这体现了“或”逻辑关系，故

只有B项正确。

答案B

2.在逻辑电路中，若输入信号中至少有一个为“1”，则输出为“1”的逻辑电路是

()

A.“与”电路B.“或”电路C.“非”电路D.都不可能

解析要求输入信号中至少有一个为“1”，输出为“1”，则就要求为“1+1=1”或

是“1+0=1"，所以满足要求的是“或”电路。

答案B

3.（多选）下列关于逻辑电路的说法正确的是（）

A.如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关

系

B.如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫“与”

逻辑关系

C.一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了"或''逻辑关系

D.输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“或”逻辑关系

答案AC

4.为了节约用电，一种新型双门电冰箱安装了如下控制装置：只要有一扇门没有

关紧，报警器就鸣响。如果规定：门关紧时输入信号为“0”，未关紧时输入信号

为“1”；当输出信号为“1”时，报警器就鸣响，输出信号为“0”时，报警器就不鸣

响。则能正确表示该控制装置工作原理的逻辑电路是（）

A.“与”电路B.“或”电路

C.“非”电路D.“与非”电路

解析只要一个条件满足，事件就会发生，即输入端的信号只要有一个是力”，

输出端就为力”，该关系为"或''逻辑关系，该逻辑巨路是“或”电路，故B正确，A、

C、D错误。

答案B

5.逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位

状态，用“0”表示。关于这里的“1”和“0”，下列说法中正确的是（）

人.“1”表示电压为1丫，“0”表示电东为0丫

B.T”表示电压为大于或等于IV,“0”表示电压一定为0V

C.“l”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字

D."l”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连

解析逻辑电路是用来控制信号的“通过''或"截断”的一种开关电路。根据指定条

件，逻辑电路对输入、输出的因果关系作出判断。逻辑电路的输入、输出信号都

以电位高低来表示.若把高电位看做有信号，表示某个条件存在或信号能通过，

且用符号“1”表示；把低电位看做无信号，表示某个条件不存在或信号不能通过，

用符号“0”表示，这种逻辑关系称为正逻辑。反之，则称为负逻辑。在通常情况

下不加说明的都指正逻辑。所以'T'和“0”只是两个符号，是两种变量的两种可能

的取值。选项C正确。

答案C

6.在登录你的微信（或QQ）的过程中，要有两个条件，一个是用户名，一个是与

用户名对应的密码，要完成这个事件（登录成功），它们所体现的逻辑关系为（）

A.“与”关系B.“或”关系

C.“非”关系D.不存在逻辑关系

解析当几个条件同时具备才能出现某一结果时，这些条件与结果之间的关系称

为“与”逻辑关系。在