江苏省南京市金陵中学河西分校高中物理《2.doc

江苏省南京市金陵中学河西分校高中物理《2.10简单的逻辑电路》教案新人教版选修3-1

【基本内容】
一、数字电路的基本概念
1．工作状态：有通、断两个独立的状态。
2．基本的逻辑关系：与逻辑、或逻辑、非逻辑。
3．基本的逻辑电路：与门、或门、非门。
二、逻辑电路（门电路）
1．概念：门电路是一种有一个或多个输入端，只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。
2．三种门电路：
“与”门的符号、“或”门的符号、“非”门的符号分别为下图所示：

A
Y
1
Y
≥1
B

A
A
&
B
Y

3．三种基本逻辑电路的真值表
“与门”真值表“或门”真值表“非门”真值表

【典例分析】
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
[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：上举合格逻辑为“1”，不合格逻辑为“0”，对于Y设：上举合格为逻辑为“1”，不合格逻辑为“0”。根据题意列出真值表如下表所示：

ABCY00000010010001101000101111011111注意：在逻辑电路的设计中，首先要将包含各种可能性在内的逻辑关系列出来，为了条理性，往往以真值表的形式列出。在此基础上，再去进行电路的设计。

例2．如图（1）所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，求图（2）中输
出Y随时间变化的关系。

[解析]
由图可知，这是一个与门，输入A、B与输出Y应满足与关系，故作出图象如下所示：

注意：在数字电路中，往往将高电势用“1”表示，低电势用“0”表示，再结合门电路得到相应的输出。

例3．下面是一个火警报警装置的电路图。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，
+5V

R

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？请在
虚线内画出电路符号。（2）为了提
0

Rt

高该电路的灵敏度，即报警温度调
的稍底些，R的值应大一些还是小
一些？
[解析]
（1）非门。
（2）应调大一些。因低温时Rt很大，非门输入高电压，输出低电压，电铃不工作；反之电铃会工作。如将R调大一些，Rt在相同高温时分压更小，可提高灵敏度。

【知识检测】
1．数字信号和模拟信号的不同之处是（）
A．数字信号在大小上不连续，时间上连续，而模拟信号则相反
B．数字信号在大小上连续，时间上不连续，而模拟信号则相反
C．数字信号在大小和时间上均不连续，而模拟信号则相反
D．数字信号在大小和时间上均连续，而模拟信号则相反
2．逻辑电路的信号有两种状态：一是高位状态，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”下列说法正确的是（）
A．“1”表示电压为1V，“0”表示电压为0V
B．“1”表示电压为大于或等于1V，“0”表示电压一定为0V
C．“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字
D．“1”表示该点与电源的正极相连，“0”表示该点与电源的负极相连

3．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输入“0”，投赞成票时或弃权时输入“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（）
A．与B．或C．非D．与非

4．如图所示的电路是一个应用“非”门构成的一个简易火警报警电路，则图中X框，Y框中应是（）
A．X为热敏电阻，Y为可变电阻
B．X为热敏电阻，Y为开关
C．X、Y均为热敏电阻
D．X为可变电阻，Y为热敏电阻

5．如图所示是由“与门”、“或门”和“非门”三个基本逻辑电路组成的一个组合逻辑电路，A、B、C为输入端，Z为输出端，在完成真值表时，输出端Z空格中从上到下依次填写都正确的是：（）
A．00000010B．00101010
C．00010101D．以上答案都不正确

6．右图是热水系统的恒温器集成电路。当温度低时，热敏电阻的电阻很大，温度高时热敏电阻的电阻就很小．只有当热水器中有水且水的温度低时，发热器才会开启并加热。反之，便会关掉发热器。如果热水器中没有水时，电路中BC部分就处于路.这个逻辑电路是门电路。