1、第第8 8節邏輯電路和控制電路節邏輯電路和控制電路 課堂探究課堂探究自主學習自主學習達標測評達標測評自主學習自主學習 課前預習課前預習感悟新知感悟新知目標導航目標導航( (教師參考教師參考) )重點重點: :“與與”“”“或或”“”“非非”電路邏輯關系的理解及其真值表電路邏輯關系的理解及其真值表難點難點: :“與與”“”“或或”“”“非非”電路邏輯關系的應用電路邏輯關系的應用 教材梳理教材梳理一、常見的邏輯電路一、常見的邏輯電路1.1.開關開關“與與”電路電路電路圖和真值表電路圖和真值表 0 01 10 00 02.2.開關開關“或或”電路電路電路圖和真值表電路圖和真值表0 01 11 11

2、13.3.開關開關“非非”電路電路電路圖和真值表電路圖和真值表1 10 0想一想想一想 隧道里有個報警器隧道里有個報警器, ,在隧道的兩端各有一個開關在隧道的兩端各有一個開關, ,在出現危險時在出現危險時要求不論接通哪個開關都能使報警器報警要求不論接通哪個開關都能使報警器報警, ,那么應設計的電路是什么邏輯那么應設計的電路是什么邏輯關系關系? ? 答案答案: :“或或”邏輯關系邏輯關系. . 二、幾個控制電路實例二、幾個控制電路實例1.1.自動門控制電路自動門控制電路要求要求: :有人從門外要進門或從門內要出門時門會自動打開有人從門外要進門或從門內要出門時門會自動打開, ,同時有人從門同時有人

3、從門外和門內走來時外和門內走來時, ,門也會自動打開門也會自動打開. .電路圖和真值表電路圖和真值表0 01 11 11 12.2.舉重裁判控制器舉重裁判控制器要求要求: :三個裁判三個裁判A(A(主裁判主裁判) )、B(B(副裁判副裁判) )、C(C(副裁判副裁判),),只有當主裁判和至少一只有當主裁判和至少一個副裁判同時按下自己面前的按鈕個副裁判同時按下自己面前的按鈕, ,指示杠鈴穩當舉起的燈泡指示杠鈴穩當舉起的燈泡P P才亮才亮. .電路圖和真值表電路圖和真值表0 00 00 00 00 01 11 11 13.3.樓梯開關電路樓梯開關電路要求要求: :不論從樓上、樓下均可開、關樓梯燈不

4、論從樓上、樓下均可開、關樓梯燈. .電路圖電路圖想一想想一想 根據教材根據教材P P7171P P7272內容思考內容思考: :馬路兩旁的路燈馬路兩旁的路燈, ,天黑了天黑了, ,路燈自路燈自動接通動接通, ,天亮了天亮了, ,路燈又自動熄滅路燈又自動熄滅, ,它體現了什么邏輯關系它體現了什么邏輯關系? ?答案答案: :天亮時天亮時, ,路燈斷開路燈斷開, ,天黑時天黑時, ,路燈接通路燈接通, ,體現了體現了“非非”邏輯關系邏輯關系. . 三、用二極管實現三、用二極管實現“與與”電路和電路和“或或”電路電路1.1.有觸點開關的缺點有觸點開關的缺點: :觸點易觸點易 、金屬疲勞以及運動部件的動

5、、金屬疲勞以及運動部件的動作速度作速度 導致可靠性較差導致可靠性較差. .2.2.晶體管的優點晶體管的優點: :沒有運動沒有運動 、動作速度快、動作速度快, ,可靠性高可靠性高. .四、集成電路四、集成電路1.1.構成構成: :在一塊連續的襯底材料上同時做出大量的在一塊連續的襯底材料上同時做出大量的 、電阻等、電阻等電路元件電路元件, ,并連成電路并連成電路. .2.2.優點優點: : 小、小、 輕、可靠性更高輕、可靠性更高, ,成本更低廉成本更低廉. .磨損磨損慢慢部件部件晶體管晶體管體積體積重量重量1.1.真值表中的真值表中的“1”1”和和“0”0”與算術中的與算術中的“1”1”和和“0”

6、0”有本質區別有本質區別.(.() )2.“2.“與與”門和門和“或或”門電路只能有兩個輸入端門電路只能有兩個輸入端.(.() )3.3.小汽車的四個車門只要有一扇門沒關好就會有報警提示小汽車的四個車門只要有一扇門沒關好就會有報警提示, ,其邏輯關系屬于其邏輯關系屬于“與與”電路電路.(.() )4.4.現代銀行管理系統中都有自動取款機現代銀行管理系統中都有自動取款機, ,若能取出錢款若能取出錢款, ,賬號、密碼必須都正賬號、密碼必須都正確確, ,它反映的邏輯關系是它反映的邏輯關系是“或或”電路電路.(.() )5.5.將一燈泡與開關并聯將一燈泡與開關并聯, ,開關的通斷與燈的發光關系屬于開關

7、的通斷與燈的發光關系屬于“非非”電路電路.(.() )思考判斷思考判斷答案答案: :1.1.2.2.3.3.4.4.5. 5. 要點一要點一 對邏輯電路的認識對邏輯電路的認識 課堂探究課堂探究 核心導學核心導學要點探究要點探究【問題導學問題導學】1 1. .如圖所示如圖所示, ,兩個開關兩個開關A,BA,B串聯起來控制同一燈泡串聯起來控制同一燈泡Y,Y,顯然顯然, ,只有只有A A與與B B同時同時閉合時閉合時, ,燈泡燈泡Y Y才會亮才會亮. .在這個事件中在這個事件中,“A,B,“A,B同時閉合同時閉合”是條件是條件,“,“燈泡燈泡Y Y亮亮”是結果是結果. .那么那么: :(1)(1)事

8、件的兩個條件需滿足幾個事件的兩個條件需滿足幾個, ,事件才能發生事件才能發生? ?答案答案: :(1)(1)兩個條件都滿足兩個條件都滿足 (2)(2)在下表中填寫對應條件下事件的結果在下表中填寫對應條件下事件的結果( (燈泡燈泡Y Y是亮還是熄是亮還是熄).).答案答案: :(2)(2)熄熄熄亮熄熄熄亮 (3)(3)如果把開關的如果把開關的“通通”記為記為1,“1,“斷斷”記為記為0,0,把燈把燈“亮亮”記為記為“1”,1”,“熄熄”記為記為“0”,0”,把上面表格用把上面表格用1,01,0表示表示. .答案答案: :(3)(3)2.2.如何確定邏輯如何確定邏輯“1”1”與與“0”? 0”?

9、答案答案: :“1”“1”和和“0”0”是分別代表兩種相反狀態的代碼是分別代表兩種相反狀態的代碼, ,例如開關斷開代表例如開關斷開代表“0”0”狀態狀態, ,接通代表接通代表“1”1”狀態狀態. .對邏輯電路的輸入、輸出來說對邏輯電路的輸入、輸出來說, ,一般是高一般是高電壓為電壓為“1”,1”,低電壓為低電壓為“0”.0”.對具體的數字電路來說對具體的數字電路來說, ,電壓高于某一值時電壓高于某一值時為為“1”,1”,低于某一值時為低于某一值時為“0”0” 【要點歸納要點歸納】1.1.對對“與與”電路的理解電路的理解(1)(1)邏輯關系及類比電路圖邏輯關系及類比電路圖如果一個事件和幾個條件相

10、聯系如果一個事件和幾個條件相聯系, ,當這幾個條件都滿足后當這幾個條件都滿足后, ,該事件才能發生該事件才能發生, ,這種關系叫這種關系叫“與與”邏輯關系邏輯關系. .具有這種邏輯關系的電路稱為具有這種邏輯關系的電路稱為“與與”電路電路. .如如圖所示圖所示, ,如果把開關如果把開關A A閉合作為條件閉合作為條件A A滿足滿足, ,把開關把開關B B閉合作為條件閉合作為條件B B滿足滿足, ,把把電燈電燈L L亮作為結果亮作為結果P P成立成立, ,則則“與與”邏輯關系可以示意為邏輯關系可以示意為 P,P,或或A AB=P.B=P.(2)“(2)“與與”電路的特點電路的特點開關之間是串聯關系開

11、關之間是串聯關系. .當當A,BA,B輸入都為輸入都為“0”0”或或A,BA,B中有一個輸入為中有一個輸入為“0”0”時時, ,輸出為輸出為“0”,0”,當當A,BA,B輸入都為輸入都為“1”1”時時, ,輸出為輸出為“1”. 1”. AB2.2.對對“或或”電路的理解電路的理解(1)(1)邏輯關系及類比電路圖邏輯關系及類比電路圖如果一個事件和幾個條件相聯系如果一個事件和幾個條件相聯系, ,當這幾個條件中有一個滿足當這幾個條件中有一個滿足, ,事件就會事件就會發生發生, ,這種關系叫這種關系叫“或或”邏輯關系邏輯關系. .具有這種邏輯關系的電路稱為具有這種邏輯關系的電路稱為“或或”電路電路.

12、.如圖所示如圖所示, ,如果把開關如果把開關A A閉合當作條件閉合當作條件A A滿足滿足, ,把開關把開關B B閉合當作條件閉合當作條件B B滿足滿足, ,把電燈把電燈L L亮當作結果亮當作結果P P成立成立, ,則則“或或”邏輯關系可以示意為邏輯關系可以示意為或或A+B=P.A+B=P.(2)“(2)“或或”電路的特點電路的特點開關之間是并聯關系開關之間是并聯關系. .A,BA,B輸入都為輸入都為“0”0”時時, ,輸出為輸出為“0”;A,B0”;A,B輸入都為輸入都為“1”1”或或A,BA,B中有一個中有一個輸入為輸入為“1”1”時時, ,輸出為輸出為“1”.1”.APB3.3.對對“非非

13、”電路的理解電路的理解(1)(1)邏輯關系及類比電路圖邏輯關系及類比電路圖如果條件如果條件A A滿足時滿足時, ,另一個條件另一個條件B B則不滿足則不滿足, ,條件條件A A不滿足時不滿足時, ,另一個條件另一個條件B B則滿足則滿足, ,它們的邏輯關系是相反的它們的邏輯關系是相反的, ,這種關系叫這種關系叫“非非”邏輯關系邏輯關系. .具有這具有這種邏輯關系的電路叫種邏輯關系的電路叫“非非”電路電路. .如圖所示如圖所示. .(2)“(2)“非非”電路的特點電路的特點單刀雙擲開關單刀雙擲開關. .當當A A輸入為輸入為“1”1”時時,B,B輸入為輸入為“0”;0”;當當A A輸入為輸入為“

14、0”0”時時,B,B輸入為輸入為“1”.1”.4.4.門電路的符號門電路的符號( (僅作了解僅作了解) )【例例1 1】如圖電路中用如圖電路中用A A和和B B表示兩個元件表示兩個元件, ,有一個電路控制是否工作有一個電路控制是否工作, ,如果工如果工作作, ,輸出為高電勢輸出為高電勢. .如果如果A A和和B B都滿足條件都滿足條件( (輸入為高電勢輸入為高電勢) )工作工作, ,則電路才一起工作則電路才一起工作. .請畫出輸出端請畫出輸出端Y Y輸出的電信號輸出的電信號, ,完成該電路的真值表完成該電路的真值表, ,并說明電路的種類并說明電路的種類. .解析解析:由由A,BA,B都滿足條件

15、都滿足條件( (輸入為高電勢輸入為高電勢) )時時, ,輸出才為高輸出才為高電勢電勢, ,則輸出端則輸出端Y Y的電信號圖為的電信號圖為其真值表為其真值表為 因兩個條件同時滿足時因兩個條件同時滿足時, ,電路才工作電路才工作, ,所以該電路為所以該電路為“與與”電路電路. .答案答案: :見解析見解析 誤區警示誤區警示 對對“與與”電路、電路、“或或”電路及真值表中電路及真值表中“0”“1”0”“1”的理解的理解(1)“(1)“與與”“”“或或”電路有兩個輸入端電路有兩個輸入端, ,輸出由兩輸入共同決定輸出由兩輸入共同決定, ,而而“非非”電路只有一個輸入端電路只有一個輸入端, ,其輸出跟輸入

16、恰好相反其輸出跟輸入恰好相反. .(2)(2)邏輯電路中的邏輯電路中的“0”0”和和“1”1”不是表示數量而是表示事物矛盾雙方的不是表示數量而是表示事物矛盾雙方的一種符號一種符號. .( (教師備用教師備用) )例例1-11-1: :一邏輯電路圖如圖所示一邏輯電路圖如圖所示, ,其真值表見下表其真值表見下表, ,此邏輯電路為此邏輯電路為電電路路, ,在真值表中在真值表中X X處的邏輯值為處的邏輯值為. . 解析解析:由真值表可得邏輯電路為由真值表可得邏輯電路為“與與”電路電路,X,X處邏輯值為處邏輯值為0.0.答案答案: :“與與”0 0針對訓練針對訓練1-11-1: :如圖所示為某一門電路符

17、號及輸入端如圖所示為某一門電路符號及輸入端A,BA,B的電勢隨時間變化關的電勢隨時間變化關系的圖像系的圖像, ,則下列選項中能正確反映該門電路輸出端電勢隨時間變化關系的則下列選項中能正確反映該門電路輸出端電勢隨時間變化關系的圖像是圖像是( ( ) ) A A解析解析: :題圖為題圖為“與與”門電路門電路, ,所以所以A,BA,B輸入端都是高電勢時輸入端都是高電勢時, ,輸出端才為高輸出端才為高電勢電勢, ,故選項故選項A A正確正確 要點二要點二 邏輯電路的實際應用邏輯電路的實際應用 【問題導學問題導學】常用電學元件光敏電阻、熱敏電阻、二極管、電容器的特點是什么常用電學元件光敏電阻、熱敏電阻、

18、二極管、電容器的特點是什么? ? 答案答案: :光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小光敏電阻的阻值隨光照強度的增大而減小; ;熱敏電阻的阻值隨溫度熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而減小的升高而減小; ;二極管具有單向導電性二極管具有單向導電性; ;電容器具有電容器具有“通交流、隔直流通交流、隔直流”的特點的特點. . 【要點歸納要點歸納】1.1.設計邏輯電路的要求設計邏輯電路的要求(1)(1)準確地對一些實例分析出條件與結果之間的邏輯關系準確地對一些實例分析出條件與結果之間的邏輯關系. .(2)(2)熟記熟記“與與”“”“或或”“”“非非”三種電路的邏輯關系意義三種電路的邏輯關系意義. .(3)(3

19、)理解條件與結果之間的關系理解條件與結果之間的關系. .2.2.邏輯電路與光敏電阻、熱敏電阻等相結合的綜合問題分析邏輯電路與光敏電阻、熱敏電阻等相結合的綜合問題分析邏輯電路的問題分析中邏輯電路的問題分析中, ,電路往往要和一些常用的電學元件電路往往要和一些常用的電學元件( (如電阻、開如電阻、開關、熱敏電阻、光敏電阻、二極管等關、熱敏電阻、光敏電阻、二極管等) )一起構成電路一起構成電路, ,通過電路中某一部通過電路中某一部分的變化分的變化( (開關的通斷、電阻的變化等開關的通斷、電阻的變化等) )實現電路輸入端的電壓變化實現電路輸入端的電壓變化, ,即電即電勢的高低變化勢的高低變化, ,從而

20、通過電路的輸出端達到控制電路的目的從而通過電路的輸出端達到控制電路的目的, ,除熟練掌握除熟練掌握各種邏輯電路的作用外各種邏輯電路的作用外, ,還要熟練地掌握電路的動態變化規律的分析還要熟練地掌握電路的動態變化規律的分析, ,尤尤其是邏輯電路部分的電勢高低的變化其是邏輯電路部分的電勢高低的變化. . 【例例2 2】如圖所示是一種應用邏輯電路制作的簡易走廊燈電如圖所示是一種應用邏輯電路制作的簡易走廊燈電路圖路圖,R,R0 0是一個光敏電阻是一個光敏電阻, ,當走廊里光線較暗時或是將手動開當走廊里光線較暗時或是將手動開關關S S接通時接通時, ,燈都會亮燈都會亮. .則在電路圖的虛線框內的邏輯電路

21、應則在電路圖的虛線框內的邏輯電路應是是電路電路. .當有光照到光敏電阻當有光照到光敏電阻R R0 0上時上時, ,門電路的輸入門電路的輸入端端B B是是電勢電勢. . 解析解析:手動開關接通時手動開關接通時, ,在在A A端輸入高電位端輸入高電位; ;有光線照射時有光線照射時, ,光敏電阻的阻光敏電阻的阻值較小值較小, ,與與R R1 1串聯后分得的電壓小串聯后分得的電壓小,B,B端輸入低電位端輸入低電位. .所以所以S S閉合閉合,A,A輸入輸入“1”,1”,斷開斷開S,AS,A輸入輸入“0”,0”,光照射強時光照射強時,B,B輸入輸入“0”,0”,光照射弱時光照射弱時,B,B輸入輸入“1”

22、.1”.電路要求光線較暗或手動開關電路要求光線較暗或手動開關S S接通時接通時, ,燈都會亮燈都會亮, ,因此為因此為“或或”電路電路. .答案答案: :“或或”低低 ( (教師備用教師備用) )例例2-1:2-1:如圖所示是一個應用某邏輯電路制作的簡單車門報警電路圖如圖所示是一個應用某邏輯電路制作的簡單車門報警電路圖. .圖圖中的兩個按鈕開關中的兩個按鈕開關S S1 1,S,S2 2分別裝在汽車的兩道門上分別裝在汽車的兩道門上. .只要其中任何一個只要其中任何一個開關處于開路狀態開關處于開路狀態, ,發光二極管發光二極管( (報警燈報警燈) )就發光就發光. .請你根據報警裝置的請你根據報警

23、裝置的要求要求, ,列表分析開關狀態與發光二極管的發光狀態列表分析開關狀態與發光二極管的發光狀態, ,并指出是何種邏輯并指出是何種邏輯電路電路. .答案答案: :見解析見解析 解析解析:駕駛員離開汽車時駕駛員離開汽車時, ,兩個車門均處于關閉狀態兩個車門均處于關閉狀態, ,跟兩個車門對應的開關跟兩個車門對應的開關S S1 1和和S S2 2均閉合均閉合, ,這時發光二極管不會發光報警這時發光二極管不會發光報警, ,為什么這時發光二極管不發光為什么這時發光二極管不發光呢呢? ?原來原來S S1 1和和S S2 2閉合后閉合后, ,電流不通過發光二極管電流不通過發光二極管. .當有其他人打開了某一

24、道門當有其他人打開了某一道門時時,S,S1 1或或S S2 2就處于斷開狀態就處于斷開狀態, ,這時就有電流通過發光二極管這時就有電流通過發光二極管, ,使其發光報警使其發光報警. .可可見見, ,這一裝置實際上是一個這一裝置實際上是一個“或或”電路電路. .開關閉合及二極管不發光狀態為開關閉合及二極管不發光狀態為“0”,0”,開關斷開及二極管發光狀態為開關斷開及二極管發光狀態為“1”,1”,則開關狀態及發光二極管發光狀態對應如下表則開關狀態及發光二極管發光狀態對應如下表. .針對訓練針對訓練2-1:2-1:某同學設計了一個樓道應急燈的控制電路某同學設計了一個樓道應急燈的控制電路, ,如圖所示

25、如圖所示. .當電網當電網停電時停電時, ,應急燈自動打開應急燈自動打開, ,來電時來電時, ,應急燈自動熄滅應急燈自動熄滅. .圖中圖中R R1 1,R,R2 2為分壓電阻為分壓電阻, ,以使邏輯電路獲得合適的電壓以使邏輯電路獲得合適的電壓,J,J是應急燈開關控制繼電器是應急燈開關控制繼電器( (圖中未畫應急圖中未畫應急燈電路燈電路),),在虛線框內應填入何種邏輯電路在虛線框內應填入何種邏輯電路. .解析解析: :當電網停電時當電網停電時, ,邏輯電路輸入為低電位邏輯電路輸入為低電位, ,此時輸出應為高電位此時輸出應為高電位, ,以使以使繼電器工作繼電器工作, ,啟用應急燈啟用應急燈, ,故

26、虛線框內應為故虛線框內應為“非非”電路電路. . 答案答案: :“非非”電路電路 達標測評達標測評 隨堂演練隨堂演練檢測效果檢測效果1.1.下列說法中正確的是下列說法中正確的是( ( ) )A.A.邏輯電路就是數字電路邏輯電路就是數字電路B.B.邏輯電路可存在兩種以上的狀態邏輯電路可存在兩種以上的狀態C.C.集成電路由三種最基本的邏輯電路構成集成電路由三種最基本的邏輯電路構成D.D.集成電路可靠性高、壽命長集成電路可靠性高、壽命長, ,但耗電量高但耗電量高A A解析解析: :邏輯電路只存在兩種狀態即邏輯電路只存在兩種狀態即“有有”或或“沒有沒有”, ,沒有第三種狀態沒有第三種狀態, ,集成集成

27、電路是以半導體材料為基片電路是以半導體材料為基片, ,將組成電路的各種元器件和連線集成在同一基將組成電路的各種元器件和連線集成在同一基片上片上, ,成為具有一定功能的微電路系統成為具有一定功能的微電路系統, ,只有只有A A正確正確. . 解析解析: :當輸入當輸入A,BA,B至少有一個為至少有一個為“1”1”時時, ,輸出輸出P P也為也為“1”,1”,這是這是“或或”電路電路的特點的特點, ,選項選項B B正確正確. . 2.2.在邏輯電路中在邏輯電路中, ,若輸入信號至少有一個為若輸入信號至少有一個為“1”,1”,則輸出為則輸出為“1”1”的邏輯的邏輯電路是電路是( ( ) )A.“A.“與與”電路電路 B.“B.“或或”電路電路C.“C.“非非”電路電路 D.“D.“與非與非”電路電路 B B3.3.如圖所示的電路為如圖所示的電路為( ( ) ) A.“A.“與與”電路電路B.“B.“或或”電路電路C.“C.“非非”電路電路D.D.無法判定無法判定C C解析解析: :由電路圖可知它滿足開關由電路圖可知它滿足開關“非非”的邏輯關系的邏輯關系, ,是是“非非”邏輯電路邏輯電路. . 4.4.(2017(2017聊城高二檢測聊城高二檢測)()(多