11、简单的逻辑电路
高中物理选修3-1学案：2.11 简单的逻辑电路
第11节简单的逻辑电路一、门电路1.数字信号变化的两个状态“有”或者“没有”。
2.数字电路和逻辑电路(1)数字电路：处理数字信号的电路。
(2)逻辑电路：具有逻辑功能的数字电路。
3.“门”就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过；如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。
二、“与”门1.“与”逻辑关系：一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生。
2.符号：只有A与B两个输入端都是1时，输出端才是__1__。
3.真值表：“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示三、“或”门1.“或”逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有一个条件满足，事件就能发生。
2.符号：“≥1”象征当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是__1__。
3.真值表四、“非”门1.“非”逻辑关系：输出状态和输入状态相反的逻辑关系。
2.符号：矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为1时，输出端是__0__。
3.真值表思考判断1.“与”门和“或”门电路只能有两个输入端。
(×)2.真值表中的“1”和“0”与算术中的“1”和“0”有本质区别。
(√)3.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。
(×)4.具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门。
(√)三种门电路的类比理解[要点归纳]门电路种类类比电路图逻辑关系“与”门两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系可示意为“或”门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“非”门逻辑关系表示为A⇒－C，C表示结果成立，－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1A.C是“与”门，A是光敏电阻B.C是“与”门，B是光敏电阻C.C是“或”门，A是光敏电阻D.C是“或”门，B是光敏电阻[解析]开关S闭合后，C门的一个输入端是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门是“或”门。
高二物理选修简单的逻辑电路
1 E2
0
1
E3
Y 0.7v
M 高电势 6v
R
A 二极管导通
Y
0v
D1 C 近似0v
B 0 0v
D2 二极管导通
V
E1
UYp近似0v
P 低电势 0v N
黄恕伯 05.8
6v A 0v B
1 E2
0
1
E3
Y
0.7v
M 高电势（6v）
A 二极管截止
R Y
6v
D1 C 近似0v
B
0 0v
D2 二极管导通
黄恕伯 05.8
黄恕伯 05.8
黄恕伯 05.8
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谢谢大家
黄恕伯 05.8
有一个输出端的开关电路，是数字电路的基 本单元。 • 门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输 出端就有一个信号输出；反之，门关闭，就 有另一个信号输出。
1、“与”门
“与”逻辑电路
“同时”的意思 条件
结果
AB
真值表
输入
输出
“与”门符号
A
&
Y
AB
YB
断0
断0
熄0
断0 通1
熄0
AB
通1
断0
熄0
通1
通1
微电子技术集成电路芯片：在1 cm2的半导体 硅上，可制造出20亿—30亿个晶体管 笔记本电脑：1kg左右
例题、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。 Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时 电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温， 电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件？
简单的逻辑电路
或门
当至少一个输入信号为高 电平时，输出信号为高电 平；否则，输出信号为低 电平。
非门
输入信号和输出信号的状 态相反。
逻辑门电路的作用
实现逻辑运算
实现数据传输和处理
逻辑门电路可以用于实现各种逻辑运 算，如与、或、非等，从而实现数字 信号的处理和控制。
在数字通信和计算机系统中，逻辑门 电路可以用于实现数据传输和处理的 逻辑控制。
应用
在数字系统中，与门常用 于实现逻辑控制、数据传 输等。
或门电路
功能
只要有一个输入为高电平，输出 就为高电平。
描述
或门电路可以用于实现逻辑加法操 作，当任一输入为1时，输出就为1。
应用
在数字系统中，或门常用于实现逻 辑控制、数据传输等。
非门电路
功能
输入与输出状态相反。
描述
非门电路可以用于实现逻辑非操作，当输入为0时， 输出为1；当输入为1时，输出为0。
ERA
分立元件实现方式
分立元件
逻辑门电路最初是通过使用单个电子管或晶体管等分立元 件实现的。每个逻辑门由单独的元件组装而成，需要大量 的焊接和调试工作。
优点
由于没有使用集成电路，因此不存在热噪声和信号延迟问 题。
缺点
体积庞大，功耗高，可靠性差，成本高。
集成电路实现方式
01 02
集成电路
随着集成电路技术的发展，逻辑门电路被集成在一块芯片上，大大减小 了体积和功耗。集成电路中的逻辑门由多个晶体管和其他元件集成在一 起实现。
简单的逻辑电路
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 逻辑门电路的基本概念 • 常见的逻辑门电路 • 逻辑门电路的应用 • 逻辑门电路的实现方式 • 逻辑门电路的性能参数 • 逻辑门电路的发展趋势和展望
2-11 与门与非门逻辑电路
高二物理导学案NO.28 §2.11 简单的逻辑电路学习目标1、通过自学能说出数字电路和模拟电路的概念，及数字电路的优点。
2、能说出“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。
3通过交流、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用 学习重、难点重点 三种门电路的逻辑关系。
难点 数字信号和数字电路的意义。
学法指导：阅读教材、讨论交流，结合实例加强对逻辑电路的理解与应用。
自主学习：一、数字电路中最基本的逻辑电路——门电路1．数字信号变化的两个状态：“______________”或者“__________”．2．数字电路(1)概念：处理______________的电路．(2)功能：研究电路的______________功能．二、“与”门1．逻辑关系：一个事件的________同时满足时事件才能发生．2．符号：____________，其中“&”具有“________”的意思，象征A 与B 两个输入端________时，输出端才是1.3．真值表三、“或”门1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有________满足事件就能发生．2．符号：__________________，“≥1”象征当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1.3．真值表四、“非”门1．逻辑关系：输出状态和输入状态________．2．符号：____________，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为______时，输出端是______．3．真值表五、集成电路1．构成：以半导体材料为基片，将组成电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块________上．2．优点：________小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等.【课程导学】一、“与”门[问题情境] 如图1所示，两个开关A 、B 串联起来控制同一灯泡L ，显然，只有A “与”B 同时闭合时，灯泡L 才会亮．在这个事件中，A 、B 闭合是条件，灯泡L 亮是结果．那么它们体现了什么逻辑关系呢？1．什么是“与”逻辑关系？2．什么是“与”门？[要点提炼]1．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种逻辑关系叫做“______”逻辑关系．2．具有“与”逻辑关系的电路称为“________”门电路．[问题延伸]1．数字信号的图形特征是________，模拟信号的图形特征是______．2．如何确定逻辑“1”和“0”？“1”和“0”是分别代表两种________(填“相同”、“相反”或“相似”)状态的代码，例如开关断开代表“0”状态，接通代表“1”状态．二、“或”门[问题情境] 如图2所示，两个开关A 、B 并联，控制同一灯泡Y ，在这个电路中，A “或”B 闭合时，灯泡Y 就亮．它们体现了什么逻辑关系？1．什么是“或”逻辑关系？2．什么是“或”门？[要点提炼]1．如果几个条件中，____________条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系．2．具有“或”逻辑关系的电路叫做“________”门．三、“非”门[问题情境]如图3所示，当开关A 接通时，灯泡Y 被短路而不亮；当开关A 断开时，灯泡Y 是通路而被点亮．这体现了什么逻辑关系？1．什么是“非”逻辑关系？2．什么是“非”门？[要点提炼]1．输出状态和输入状态__________的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系．2．具有“非”逻辑关系的电路叫做“________”门．【范例精析】例1 现在的银行系统都设有自动取款机，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件之间图1 图2图3体现了一种怎样的逻辑关系？变式训练1 从北京到上海，就现在的地面交通来说，一般通过哪些途径来实现？请你分析一下其中的事件与条件，它们体现了哪一种逻辑关系？例2 在如图4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( )A ．1和0B ．0和1C ．1和1D ．0和0达标检测： 基础题1.教室前门共有三把钥匙，这三把钥匙之间的关系是---------逻辑关系。
第11节简单的逻辑电路
（2）数字电路
①概念：处理______________的电路．
②功能：研究电路的______________功能．
2.一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生,这种关系称为“”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路称为“”门电路，简称“”门。
3.几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生,这种关系称为“”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路称为“”门电路，简称“”门。
4.输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,这种关系称为“”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路称为“”门电路，简称“”门。
新知探究案
探究1“与”门
【观察与思考1】如图所示，两个开关A、B串联起来控制同一个灯泡。
A．“与”电路B．“或”电路
C．“非”电路D．“与”电路或“非”电路
【案例探究2】右图是一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
(1)要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件?
(2)为什么温度高时电铃会被接通？
输入2)“或”门的符号是怎样的？
探究3“非”门
【观察与思考3】如图所示，用一个开关控制一个灯泡。
（1）开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，熄为0，在表格中作出体现其逻辑关系的真值表。
输入
输出
A
Y
(2)“非”门的符号是怎样的？
【案例探究1】联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时或弃权票时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系（）
《简单的逻辑电路》物理教案
《简单的逻辑电路》物理教案第一章：逻辑电路基础1.1 教学目标：了解逻辑电路的定义和作用。
掌握逻辑电路的基本组成和符号表示。
1.2 教学内容：逻辑电路的定义和作用。
逻辑电路的基本组成：输入、输出、逻辑门。
逻辑电路的符号表示：与门、或门、非门。
1.3 教学方法：采用讲解和示例相结合的方式，让学生理解逻辑电路的基本概念。
通过绘制逻辑电路图，加深学生对逻辑电路符号表示的理解。
1.4 教学评估：课堂练习：让学生绘制简单的逻辑电路图。
课后作业：要求学生分析并解释给定的逻辑电路的功能。
第二章：与门和或门2.1 教学目标：掌握与门和或门的功能和工作原理。
能够分析简单的与门和或门电路。
2.2 教学内容：与门的功能和工作原理。
或门的功能和工作原理。
简单电路的分析：与门和或门的组合。
2.3 教学方法：通过实验和示例，让学生观察和理解与门和或门的功能。
引导学生通过逻辑推理，分析简单电路的功能。
2.4 教学评估：课堂实验：观察并解释与门和或门的实验结果。
课后作业：分析并绘制给定的简单电路图。
第三章：非门3.1 教学目标：掌握非门的功能和工作原理。
能够分析非门电路。
3.2 教学内容：非门的功能和工作原理。
非门电路的分析。
3.3 教学方法：通过实验和示例，让学生观察和理解非门的功能。
引导学生通过逻辑推理，分析非门电路的功能。
3.4 教学评估：课堂实验：观察并解释非门的实验结果。
课后作业：分析并绘制给定的非门电路图。
第四章：逻辑电路的应用4.1 教学目标：了解逻辑电路的实际应用。
能够设计简单的逻辑电路。
4.2 教学内容：逻辑电路的实际应用：数字电路、计算机等。
设计简单的逻辑电路：编码器、译码器等。
4.3 教学方法：通过实例和项目，让学生了解逻辑电路在实际应用中的作用。
引导学生通过小组合作，设计简单的逻辑电路。
4.4 教学评估：小组项目：设计并实现一个简单的逻辑电路。
课后作业：分析并解释给定的逻辑电路应用实例。
第五章：逻辑电路的测试与维护5.1 教学目标：了解逻辑电路的测试方法。
2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1课件：_第二章第11节简单的逻辑电路
汽车不能启动。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】选A。因为输入“1,0”“0,1”“0,0”输出都为“0”,而输入“1,1”
输出为“1”,知该逻辑门是“与”门,故A项正确,B、C、D项错误。
3.(2020·成都高二检测)现代数字电路的基本单元是逻辑电路,逻辑电路中最
【解析】选A。题图为“与”门电路,所以A、B输入端都是高电势时,输出端才为 高电势,故A正确。
2.为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了双门控制装置:只要有一
扇门没有关紧,汽车就不能启动。如果规定:车门关紧时为“1”,未关紧时为
“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶;当输出信号为“0”时,
知识点一 三种门电路 1.三种门电路的类比理解:
提醒:(1)上述类比中都是开关闭合作为满足条件,灯泡亮作为结果成立进行类 比的。 (2)条件成立或结果成立对应逻辑门电路中的“1”,相反时对应“0”,“1” “0”是逻辑关系中的两种取值,不表示具体数字。
2.三种门电路的符号和真值表: (1)“与”门。
其真值表为
输入
A1
B1
0
0
0
1
1
0
1
1
输出 Y1 0 1 1 1
输入 A2 0 1 1 1
输出 Y2 1 0 0 0
【典例示范】
【典例】在如图所示的逻辑电路中,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 ( )
A.1和0
B.0和1
C.1和1
D.0和0
【解析】选C。首先从“非”门电路入手,当B端输入电信号“0”时,D端输出电 信号为“1”,所以“与”门电路的两输入均为“1”,因此C端输出电信号为 “1”,C正确。
电工学2第11章组合逻辑电路
分析 逻辑图 设计 功能
已知函数的逻辑图如图所示， 例 ： 已知函数的逻辑图如图所示，试求它的逻辑 函数式。 函数式。 从输入端A、 解: 从输入端 、 B开始逐个写出每 开始逐个写出每 个图形符号输出端 的逻辑式，即得： 的逻辑式，即得：
Y = A+ B+ A+ B
Y = A + B + A + B = ( A + B)( A + B) = ( A + B)( A + B)
第11章 组合逻辑电路 11章
脉 冲 信 号 模拟信号：在时间上和 数值上连续的信号。
u
数字信号：在时间上和 数值上不连续的（即离 散的）信号。
u t
数字信号波形(正脉冲） 数字信号波形(正脉冲）
t
模拟信号波形
对模拟信号进行传输、 对模拟信号进行传输、 处理的电子线路称为 模拟电路。 模拟电路。
对数字信号进行传输、 对数字信号进行传输、 处理的电子线路称为 数字电路。 数字电路。
数字电路的分类
按半导体类型可分为： a、按半导体类型可分为： 双极型电路和单极型电路 按半导体类型可分为 b、按电路的集成度可分为： 按电路的集成度可分为： 按电路的集成度可分为 SSI(Small Scale Integrated )电路 数十器件 片) 电路(数十器件 电路 数十器件/片 MSI(Medium Scale Integrated)电路 数百器件 片) 电路(数百器件 电路 数百器件/片 LSI(Large Scale Integrated )电路 数千器件 片) 电路(数千器件 电路 数千器件/片 VLSI (Very Large Scale Integrated )电路 数万器件 片) 电路(数万器件 电路 数万器件/片 ASIC(Application Specific Integrated Circuit，专用集成电路) CPLD(Complex Programmable Logic Device，复杂可编程逻辑器件 ) FPGA(Filed Programmable Gate Array，现场可编程门阵列 ) IP核(Intellectual Property，知识产权) 硬件设计包 SoC(System on a Chip，单片电子系统) CPLD/FPGA—可编程专用IC，或可编程ASIC。 EDA(Electronic Design Automation，电子设计自动化)