1、第4節(jié) 邏輯電路與自動控制1.如果要求輸出Z為1，只有輸入A和B都為1才能實(shí)現(xiàn)，否則輸出為0，這就是“與”邏輯。2如果要求輸出Z為1，只要輸入A和B有一個(gè)是1就能實(shí)現(xiàn)，這就是“或”邏輯。3輸出Z是輸入A的否定，這就是“非”邏輯。簡單邏輯電路1.邏輯電路計(jì)算機(jī)的核心是由一些被稱為邏輯電路的基本邏輯門電路構(gòu)成的。這里所說的邏輯，是指“條件”與“結(jié)果”的關(guān)系。在計(jì)算機(jī)中，所謂的條件就是一些用電位的高低表示的電信號，執(zhí)行類似邏輯任務(wù)的是一些電子開關(guān)，即邏輯門電路。邏輯門電路的信號只有兩種狀態(tài)，一是高電位狀態(tài)，用1表示；一是低電位狀態(tài)，用0表示。2各種基本的邏輯門電路符號、真值表及特點(diǎn)(1)“與”門“與

2、”邏輯：如果要求輸出Z為1，只有輸入A和B都為1才能實(shí)現(xiàn)，否則輸出為0?！芭c”門的符號：&ABZ?！芭c”門的真值表：輸入輸出ABZ000010100111(2)“或”門“或”邏輯：如果要求輸出Z為1，只要輸入A或B有一個(gè)是1就能實(shí)現(xiàn)?！盎颉遍T的符號：。“或”門的真值表：輸入輸出ABZ000011101111(3)“非”門“非”邏輯：輸出Z是輸入A的否定?！胺恰遍T的符號： 。“非”門的真值表：輸入輸出AZ01101聯(lián)合國安理會每個(gè)常任理事國都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器，常任理事國投反對票時(shí)輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時(shí)輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”，則這個(gè)表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系(

3、)A“與”門B“非”門C“或”門 D“與非”門解析：聯(lián)合國規(guī)定，只要常任理事國有一個(gè)反對，提案就不能通過。這和“與”門的邏輯關(guān)系一致。答案：A 邏輯電路的應(yīng)用及集成電路 (1)邏輯電路是自動控制電路的核心，在生產(chǎn)、生活中有著十分廣泛的運(yùn)用。(2)實(shí)例：恒溫?zé)崴鳌⒒鹁詣訄?bào)警器等。(3)半導(dǎo)體集成電路：電子產(chǎn)品已經(jīng)廣泛深入到人們生活的方方面面，這與半導(dǎo)體集成電路的發(fā)展密不可分。如今，集成電路技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為一個(gè)國家電子技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)志。(4)集成電路的特點(diǎn)：可靠性高，壽命長。專用性強(qiáng)，使用方便。體積小，功能多。應(yīng)用領(lǐng)域廣，發(fā)展前景大。復(fù)合門的真值表的表示(1)“與非”門：由一個(gè)“與”門和

4、一個(gè)“非”門組成。它具有的邏輯關(guān)系用真值表表示為：(2)“或非”門：由一個(gè)“或”門和一個(gè)“非”門組成。參考“與非”門，它具有的邏輯關(guān)系用真值表表示為：2如圖441所示，將兩個(gè)“非”門和一個(gè)“與”門組成一個(gè)復(fù)合門電路，請?jiān)谙卤碇刑顚懺撻T電路的真值表。 圖441輸入輸出ABY 解析：先計(jì)算出兩個(gè)非門的輸出，然后將這兩個(gè)輸出進(jìn)行邏輯“與”運(yùn)算，即可得出整個(gè)復(fù)合門電路的輸出結(jié)果。兩個(gè)“非”門的輸入輸出真值表如下：A輸入10輸出01B輸入10輸出01將兩個(gè)“非”門的輸出作為“與”門的輸入，真值表如下：輸入輸出ABY110100010001 答案：見解析基本邏輯電路的分析 例1如圖442所示，表示輸入端A

5、、B的電勢隨時(shí)間的變化關(guān)系，完成下題。求：圖442 (1)“與”門電路的輸出電壓Z隨時(shí)間變化的關(guān)系；(2)“或”門電路的輸出電壓Z隨時(shí)間變化的關(guān)系。思路點(diǎn)撥“與”邏輯關(guān)系是當(dāng)兩個(gè)輸入端都有信號時(shí)，輸出端才有信號輸出?！盎颉边壿嬯P(guān)系是當(dāng)兩個(gè)輸入端的任意一個(gè)有信號時(shí)，輸出端就有信號輸出。由于已知的是輸入端電信號隨時(shí)間變化的關(guān)系，為了便于分析輸出端的情況，借用真值表分析進(jìn)行。解析(1)對“與”邏輯關(guān)系，先作出A、B、Z的真值表，然后再確定輸出Z與時(shí)間的變化關(guān)系。A(UA)B(UB)Z010100010111000111010100010 所以，UZ隨時(shí)間變化如圖所示。 (2)對“或”邏輯，先作出A、

6、B、Z的真值表，然后再確定輸出Z與時(shí)間的變化關(guān)系。A(UA)B(UB)Z011101011111000111011101011所以，UZ隨時(shí)間變化如圖所示： 答案見解析圖借題發(fā)揮 對于考查邏輯電路知識及邏輯運(yùn)算的試題，解題時(shí)應(yīng)首先由已知的邏輯電路圖或已知的邏輯運(yùn)算關(guān)系，找出輸入和輸出的關(guān)系，判定輸出是輸入的何種邏輯關(guān)系的輸出信號；然后寫出真值表，確定未知的邏輯值；最后得出輸出與時(shí)間變化的關(guān)系。邏輯電路的實(shí)際應(yīng)用例2如圖443所示，是一個(gè)應(yīng)用某邏輯電路制作的簡單車門報(bào)警電路圖。圖中的兩個(gè)按鈕開關(guān)S1、S2分別裝在汽車的兩道門上。只要其中任何一個(gè)開關(guān)處于開路狀態(tài)，發(fā)光二極管(報(bào)警燈)就發(fā)光。請你根

7、據(jù)報(bào)警裝置的要求，列表分析開關(guān)狀態(tài)與發(fā)光二極管的發(fā)光狀態(tài)，并指出是何種門電路，在圖中畫出這種門電路的符號。圖443審題指導(dǎo)解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：(1)任何一個(gè)開關(guān)開路，二極管就發(fā)光的含義。(2)各種門電路的邏輯關(guān)系及表示方法。解析駕駛員離開汽車時(shí)，兩個(gè)車門均處于關(guān)閉狀態(tài)，跟兩個(gè)車門對應(yīng)的開關(guān)S1和S2均閉合，這時(shí)發(fā)光二極管不會發(fā)光報(bào)警，為什么這時(shí)發(fā)光二極管不發(fā)光呢？原來S1和S2閉合后，電流不通過發(fā)光二極管。當(dāng)有其他人打開了某一個(gè)車門時(shí)，S1或S2就處于斷開狀態(tài)，這時(shí)就有電流通過發(fā)光二極管，使其發(fā)光報(bào)警，可見，這一裝置實(shí)際上是一個(gè)“或”門電路。開關(guān)閉合及二極管不發(fā)光狀態(tài)為“0”，開關(guān)斷開及二

8、極管發(fā)光狀態(tài)為“1”。則開關(guān)狀態(tài)及發(fā)光二極管發(fā)光狀態(tài)對應(yīng)如表，虛線框內(nèi)門電路的符號如圖所示。S1S2發(fā)光狀態(tài)000011101111答案見解析 借題發(fā)揮 門電路的問題分析中，門電路往往要和一些常用的電學(xué)元件(如電阻、電鍵、熱敏電阻、光敏電阻、二極管等)一起構(gòu)成電路，通過電路中某一部分的變化(電鍵的通斷、電阻的變化等)實(shí)現(xiàn)門電路輸入端的電壓變化，即電勢的高低變化，從而通過門電路的輸出端達(dá)到控制電路的目的，因此在分析這類問題時(shí)，除熟練掌握各種門電路的作用外，還要熟練的掌握電路的動態(tài)變化規(guī)律的分析，準(zhǔn)確判斷出電路中，尤其是門電路部分的電勢高低的變化，從而達(dá)到正確解決問題的目的。隨堂基礎(chǔ)鞏固1邏輯電路

9、的信號有兩種狀態(tài)：一是高電位狀態(tài)，用“1”表示；另一種是低電位狀態(tài)，用“0”表示。關(guān)于這里的“1”和“0”，下列說法中正確的是()A“1”表示電壓為1 V，“0”表示電壓為0 VB“1”表示電壓為大于或等于1 V，“0”表示電壓一定為0 VC“1”和“0”是邏輯關(guān)系的兩種可能取值，不表示具體的數(shù)字D“1”表示該點(diǎn)與電源正極相連，“0”表示該點(diǎn)與電源負(fù)極相連解析：門電路是用來控制信號的“通過”或“截?cái)唷钡囊环N開關(guān)電路。根據(jù)指定條件，門電路對輸入、輸出的因果關(guān)系作出判斷。門電路的輸入、輸出信號都以電位的高低來表示。若把高電位看做有信號，表示某個(gè)條件存在或信號能通過，且以符號“1”表示；把低電位看做

10、無信號，表示某個(gè)條件不存在或信號不能通過，以符號“0”表示。這種邏輯關(guān)系稱為正邏輯，反之則稱為負(fù)邏輯。在通常情況下，不加說明的都指正邏輯，所以“1”和“0”只是兩個(gè)符號，是兩種變量的可能的取值。故C選項(xiàng)正確。答案：C2如圖444所示是由“與”門、“或”門、“非”門三個(gè)基本邏輯電路組成的一個(gè)組合邏輯電路，A、B、C為輸入端，Z為輸出端，在完成下面的真值表時(shí)，輸出端Z空格中從上到下依次填寫都正確的是() 圖444ABCZ000001010011100101110111A. BC D以上答案都不正確解析：三個(gè)邏輯電路組成一個(gè)組合邏輯電路，由圖可得：“或”門和“非”門的輸出端即為“與”門的輸入端，可列

11、真值表為：ABCZ1Z2Z000010001000010111011100100111101100110111111100答案：C3火警自動報(bào)警器用“非”門、電位器、熱敏電阻、蜂鳴器和電池等按圖445連接，調(diào)節(jié)電位器使蜂鳴器正好不報(bào)警，然后用火焰靠近熱敏電阻，蜂鳴器就會發(fā)出報(bào)警信號。在不報(bào)警時(shí)，P為低電位記“0”，報(bào)警時(shí)，P為高電位記“1”。試問：(1)報(bào)警時(shí)，A點(diǎn)電位為高電位“1”還是低電位“0”？ 圖445(2)當(dāng)用火焰靠近熱敏電阻時(shí)，熱敏電阻的阻值是增大還是減??？解析：(1)報(bào)警時(shí)，P點(diǎn)為高電位“1”，由于此電路運(yùn)用了“非”門電路，輸出端P為高電位時(shí)，輸入端A點(diǎn)一定是低電位“0”。(2)

12、題圖可等效電路圖如圖所示。當(dāng)火焰靠近熱敏電阻時(shí)，蜂鳴器報(bào)警，說明此時(shí)P點(diǎn)為高電位，A點(diǎn)為低電位，也就是說熱敏電阻兩端的電壓減小，由電路圖可知，熱敏電阻的阻值減小。答案：(1)A是低電位“0”(2)減小課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(滿分50分時(shí)間30分鐘)一、選擇題(本題共8小題，每小題5分，共40分)1關(guān)于如圖1所示門電路的符號，下列說法中正確的是()圖1A甲為“非”門、乙為“與”門、丙為“或”門B甲為“與”門、乙為“或”門、丙為“非”門C甲為“非”門、乙為“或”門、丙為“與”門D甲為“或”門、乙為“與”門、丙為“非”門解析：根據(jù)“與”門、“或”門和“非”門的符號判斷，可知C正確。答案：C 2.在基本邏輯電路

13、中，何種邏輯門電路當(dāng)所有輸入均為0時(shí)，輸出不是1()A“與”門電路B“或”門電路C“非”門電路 D都不可能解析：根據(jù)“與”門、“或”門、“非”門的真值表可知，A、B正確，C、D錯(cuò)誤。答案：AB3走廊里有一盞電燈，在走廊兩端各有一個(gè)開關(guān)，我們希望不論哪一個(gè)開關(guān)接通都能使電燈點(diǎn)亮，那么設(shè)計(jì)的電路為()A“與”門電路 B“非”門電路C“或”門電路 D上述答案都有可能解析：走廊兩端的開關(guān)，只要滿足其中1個(gè)為“1”，則輸出端就為“1”，故滿足YAB，即體現(xiàn)了“或”邏輯，故C正確。A、B、D錯(cuò)誤。答案：C4熱水器在使用時(shí)，只有在既沒有熄滅又沒有停水的情況下才能使熱水器工作，這種情況若用邏輯關(guān)系來表示，屬于

14、哪種邏輯()A“與”邏輯B“或”邏輯C“非”邏輯 D以上均不是解析：由于要滿足沒熄滅、沒停水兩個(gè)條件，熱水器才能工作，只要有任意一個(gè)條件不滿足，熱水器均不能工作，故為“與”邏輯關(guān)系。答案：A5兩個(gè)人負(fù)責(zé)安裝一個(gè)炸藥包，然后起爆，兩個(gè)人分別控制兩個(gè)相串聯(lián)的開關(guān)。只有當(dāng)兩個(gè)人都撤出危險(xiǎn)區(qū)，在安全區(qū)把開關(guān)接通時(shí)，炸藥包才能爆炸。如果有一人未撤出危險(xiǎn)區(qū)，開關(guān)沒有接通，炸藥包就不能起爆，這就是“與”的概念。如果用“0”表示不起爆，“1”表示起爆，用符號“”表示“與”的運(yùn)算符合，則下列運(yùn)算式正確的是()A000，表示二人都不起爆，炸藥包不爆炸B011，表示一個(gè)不起爆，另一人起爆，炸藥包爆炸C101，表示一

15、人起爆，另一人不起爆，炸藥包爆炸D111，表示二人都起爆，炸藥包爆炸解析：只有兩人都接通開關(guān)時(shí)，炸藥包才能爆炸，這是“與”邏輯關(guān)系，對于“與”邏輯關(guān)系，只有輸入都為“1”時(shí)輸出才是“1”，只要輸入有一個(gè)是“0”，則輸出為0，故A、D正確，B、C錯(cuò)誤。答案：AD6請根據(jù)下面所列的真值表，從圖2的四幅圖中選出與之相對應(yīng)的一個(gè)門電路()輸入輸出ABZ001011101110圖2解析：從真值表可看出不是單一的“與”、“或”關(guān)系，更不是單一的“非”關(guān)系，一定對應(yīng)一個(gè)復(fù)合門電路，從真值表分析可得應(yīng)為“與非”復(fù)合門電路，D選項(xiàng)正確。答案：D7下列是邏輯門真值表中的一些數(shù)值的說法，其中正確的是()A在“與”門

16、中，當(dāng)A0、B1時(shí)，Z0 B在“或”門中，當(dāng)A0、B1時(shí)，Z0C在“或”門中，當(dāng)A1、B0時(shí)，Z1D在“非”門中，當(dāng)輸入為“0”時(shí)，輸出必為“1”解析：根據(jù)邏輯門電路的特點(diǎn)可知，對“與”門，兩事件都滿足后才能成立，故A對，“或”門電路，有一個(gè)滿足則成立，故C對，“非”門中兩種關(guān)系相反，故D對。答案：ACD 8.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)路燈自動控制門電路，如圖3所示，天黑了，讓路燈自動接通，天亮了，讓路燈自動熄滅。圖中RG是一個(gè)光敏電阻，當(dāng)有光照射時(shí)，光敏電阻的阻值會顯著地減小。R是可調(diào)電阻，起分壓作用。J為路燈總開關(guān)控制繼電器(圖中未畫路燈電路)。關(guān)于此電路，正確的是 ()圖3A天黑時(shí)，RG增大，A為高電位，Z為低電位，J使路燈亮B天黑時(shí)，RG增大，A為低電位，Z為高電位，J使路燈亮CR調(diào)大時(shí)，傍晚路燈亮得早一些DR調(diào)大時(shí)，傍晚路燈亮得晚一些解析：A點(diǎn)電勢AR，天黑時(shí)，光敏電阻RG阻值增大，A為低電位，“非”門輸出端Z為高電位，繼電器工作使路燈亮，故B正確。R調(diào)大時(shí)，UA增大，假設(shè)此時(shí)輸入端為高電位，“非”門輸出端為低電位，路燈不亮，只有當(dāng)天再晚一些，光敏電阻的阻值再大一些，R