高二物理人教选修3-1知识点训练：2.11 简单的逻辑电路(含解析)

10 简单的逻辑电路
课标解读1.知道逻辑电路是按一定规律控制和传送信号的电路,知道逻辑电路又叫开关电路或门电路.
2.能分析简单的逻辑电路,了解简单逻辑电路中各种门的逻辑关系.
3.了解和认识集成电路. 课前思考
1.十字路口的红绿灯是我们非常熟悉的,你知道红绿灯交替亮灭的原理是什么吗?
答案：红绿灯电路就是将简单的门电路组合起来的逻辑电路,应用的就是门电路原理.
2.有一种声控感应灯出现在我们的日常生活中,像住宅楼中楼梯间的灯,在有光或者没有声音时,灯都不会亮,而在无光有声音时,灯就会自动点亮.你能自己探索一下逻辑关系吗? 答案：“与非”门原理. 自主研学
1.处理数字信号的电路叫做数字电路.数字电路主要研究电路的逻辑功能.数字电路最基本的电路是门电路,也叫开关电路.
2.如果有一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生,我们把这种关系叫做“与”逻辑关系,具有“与”逻辑关系的电路称为电路,简称“与”门.
3.若几个条件中只要有一个条件得到满足某事件就会发生,这种关系叫做“或”逻辑关系，具有“或”逻辑关系的电路称为电路,简称“或”门.
4.输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,叫做“非”关系,具有“非”逻辑关系的电路被称为电路,简称“非”门.
5.集成电路:以半导体材料为基片,将组成电路的各种元件(如:电阻、电容、二极管等)和连线集成在同一基片上,成为具有一定功能的微电路系统,这就是集成电路.它具有分立元件无可比拟的优点,主要优点有:等等. 三点剖析
一、对三种基本逻辑电路的理解
“与”逻辑电路
图2-10-1
1.对“与”门的理解
如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件都满足后,该事件才能发生,这种关系叫“与”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门.如图2-10-1所示,如果把电键A 闭合作为条件A 满足,把电键B 闭合作为条件B 满足,把电灯L 亮作为结果C 成立,则“与”逻辑关系可以示意为:C B A ⇒⎭
⎬⎫ 2.对“或”门的理解
“或”逻辑电路
图2-10-2 如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件中有一个满足,事件就会发生,这种关系叫“或”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门.如图2-10-2所示,如果把电键A 闭合当作条件A 满足,把电键B 闭合当作条件B 满足,把电灯L 亮
当作结果C 成立,则“或”逻辑关系可以示意为:
3.对“非”门的理解
“非”逻辑电路
图2-10-3
设正常逻辑关系为:当条件A 满足时,结果C 发生;当条件A 不满足时,结果C 不发生.与正常逻辑关系相反,如果条件A 满足时,结果C 不发生;条件A 不满足时,结果C 却发生,这种关系叫“非”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路叫“非”门电路,简称“非”门.如图2-10-3所示,如果把电键A 闭合当作条件A 满足,把电灯L 亮当作结果C 成立,把电灯L 灭当作结果-C 成立,则正常逻辑关系为:C A ⇒,而“非”逻辑关系表现为C A -⇒. 二、各种基本的门电路的符号与真值表 1.“与”门的符号
图2-10-4
“与”门的真值表
2.“或”门的符号
图2-10-5
“或”门的真值表
图2-10-6
“非”门的真值表
2-10-7所示.
图2-10-7其真值表为
一个或门电路和一个非门电路组合在一起,做成一个“或非”门,如图2-10-8所示.
图2-10-8
其真值表为
精题精讲
例1 在举重比赛中,有甲、乙、丙三名裁判,其中甲为主裁判,乙、丙为副裁判,当主裁判和一
名以上(包括一名)副裁判认为运动员上举合格后,才可发出合格信号.试列出真值表.
思路解析
设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量A、B、C,裁判结果为Y,并且对于A、B、C,设:上举合格为逻辑“1”,不合格为逻辑“0”.对于Y,设:上举合格为逻辑“1”,不合格为逻辑“0”.
根据题意及上述假设列出真值表如下表所示.
绿色通道
实际问题中的逻辑关系,可分别用数字“1”和“0”简单表示事件的两种相反结果.
例2 图2-10-9表示输入端A、B的电势随时间的变化关系,完成下题:
图2-10-9
求:图2-10-10中输出Y随时间变化的关系.
图2-10-10
思路解析
如图2-10-10可以看出,输出Y是A、B的逻辑“与”关系的输出信号,因此,首先作出A、B、Y的真值表,然后再确定输出Y与时间的变化关系.
Y
图2-10-11
绿色通道
一般情况下,用“1”表示高电平,“0”代表低电平,只有正确地列出真值表,找出A、B的逻辑关系,才能列出Y的真值表,画出U Y随时间的变化关系.。