《简单的逻辑电路》PPT课件.ppt

简单的逻辑电路简单的逻辑电路河北深州市中学物理组河北深州市中学物理组数字信号和模拟信号数字信号和模拟信号 数字信号在变化中只有两数字信号在变化中只有两个对立的状态：个对立的状态：“有有”，或者或者“没有没有”。而模拟信。而模拟信号变化则是连续的。号变化则是连续的。数字电路逻辑电路门电路1 1、逻辑电路：、逻辑电路：一、一、“与与”门门ABZ结果结果结果条件条件电路功能表：电路功能表：条条 件件结果结果开关开关A A开关开关B B 灯泡灯泡Z Z断断断断断断断断通通通通通通通通熄熄熄熄熄熄亮亮 2 2、“与与”逻辑关系：只有当一件事情逻辑关系：只有当一件事情 的几个条件全部具备后，这件事的几个条件全部具备后，这件事 情才会发生情才会发生 3 3、“与与”门的真值表门的真值表 （1 1）设定变量）设定变量 （2 2）状态赋值）状态赋值输输 入入输输 出出ABY000000011111用数字表示各种控制用数字表示各种控制条件和控制结果，这条件和控制结果，这种表格称之为真值表种表格称之为真值表4 4、符号：、符号：A AB BY Y&5 5、逻辑表达式：、逻辑表达式：Y=AB二、二、“或或”门门1 1、逻辑电路：、逻辑电路：结果结果“或或”逻辑关系逻辑关系结果条件条件ABZ电路功能表：电路功能表：条条 件件结果结果开关开关A A 开关开关B B 灯泡灯泡Z Z断断断断断断断断通通通通通通通通熄熄亮亮亮亮亮亮当一件事情的几个条件中只要有一当一件事情的几个条件中只要有一个得到满足，这件事情就会发生个得到满足，这件事情就会发生2 2、“或或”逻辑关系逻辑关系：3 3、“或或”门的门的真值表真值表 输输 入入输输 出出ABY0001010111114 4、符号：、符号：A AB BY Y115 5、逻辑表达式：、逻辑表达式：Y=AB三、三、“非非”门门1 1、逻辑电路：、逻辑电路：A“非非”逻辑关系逻辑关系结果结果Z条件条件电路功能表：电路功能表：条件条件结果结果开关开关A A灯泡灯泡Z Z断断亮亮通通熄熄2 2、“非非”门逻辑关系门逻辑关系：3 3、“非非”门的真值表门的真值表 输出状态与输入状态相反的输出状态与输入状态相反的逻辑关系逻辑关系输输 入入输输 出出A AY Y0 01 11 10 04 4、符号：、符号：A AY Y1 15 5、逻辑表达式：、逻辑表达式：Y=A例1：如图所示，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。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?（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？0V+5VDRXP电铃Rt1AYo例例2 2 如图表示输入端如图表示输入端A A、B B的电势随时间变化的关系的电势随时间变化的关系（1 1）如果它是与门的输入端，请）如果它是与门的输入端，请方框内画出输出端的电势随时间变方框内画出输出端的电势随时间变化的关系化的关系（2 2）如果它是或门的输入端，请）如果它是或门的输入端，请在方框内画出输出端的电势随时间在方框内画出输出端的电势随时间变化的关系变化的关系逻辑关系逻辑关系 ABZ结果结果结果条件条件 “与与”逻辑关系逻辑关系结果结果“或或”逻辑关系逻辑关系结果条件条件ABZA“非非”逻辑关系逻辑关系结果结果Z条件条件 真值表真值表与门与门 或门或门 非门非门 符号符号 AY1AYB&AYB1“与与”门电路实验分门电路实验分析析晶体管晶体管“与与”门电路门电路ABYRV1 01 0=3.3k6V6V6V“或或”门电路实验分析门电路实验分析晶体管晶体管“或或”门电路门电路ABYR=3.3kV1 06V1 06V 四四.复合门电路复合门电路:由基本门电路组合而成。由基本门电路组合而成。与非门与非门与门与门+非门非门或门或门+非门非门与门与门+或门或门+非门非门或非门或非门与或非门与或非门复复合合门门 复合门电路复合门电路1.与非门与非门1ABYA逻辑符号逻辑符号ABY真值表真值表 A B Y输入输入 输出输出0 010 111 011 1 0 复合门电路复合门电路2.或非门或非门AB1F11ABY逻辑符号逻辑符号真值表真值表 A B Y输入输入 输出输出0 010 101 001 1 0&下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与与R0的大小关系如何？的大小关系如何？R1SR2R0+5V0VABZR0在受光照时电阻应远小于在受光照时电阻应远小于R2R0在未受光照时电阻应远大于在未受光照时电阻应远大于R2输入输入输出输出A AB BZ Z010000001111报警器使用报警器使用“与与”门的真值门的真值表表&S S1 1S S2 2L LABZ如图（如图（a）所示是一个模拟）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。）虚线框内的电路。（a）R1S1R2+5V0VS2L L（b）1ABZ如图（如图（a）所示是一个模拟）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。）虚线框内的电路。（a）R1S1R2+5V0VS2L L（b）S S1 1S S2 2L L&S S1 1S S2 2L LABZ如图（如图（a）所示是一个模拟）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。）虚线框内的电路。（a）R1S1R2+5V0VS2L L（b）1ABZ如图（如图（a）所示是一个模拟）所示是一个模拟逻辑关系的电路，请利用与之相逻辑关系的电路，请利用与之相对应的门电路实现相同的功能，并完成（对应的门电路实现相同的功能，并完成（b）虚线框内的电路。）虚线框内的电路。（a）R1S1R2+5V0VS2L L（b）S S1 1S S2 2L L 门的真值表门的真值表输入输入输出输出A AB BZ Z00011111110011R1S2R2+5V0 0 VABZS1R下图是一个应用某种逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图下图是一个应用某种逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图中的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上。只要其中任何一中的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上。只要其中任何一个开关处于开路状态（即输入为逻辑个开关处于开路状态（即输入为逻辑1），那么输出也是逻辑），那么输出也是逻辑1，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警要求，在电，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警要求，在电路图的虚线框内画出门电路的符号，并完成该门电路的真值表。路图的虚线框内画出门电路的符号，并完成该门电路的真值表。“或或”&下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与与R0的大小关系如何？的大小关系如何？R1SR2R0+5V0VABZR0在受光照时电阻应远小于在受光照时电阻应远小于R2R0在未受光照时电阻应远大于在未受光照时电阻应远大于R2输入输入输出输出A AB BZ Z010000001111报警器使用报警器使用“与与”门的真值门的真值表表 门的真值表门的真值表输入输入输出输出A AB BZ Z111000111100ABZ例：例：如图标出了门电路输入和输出的电压信号波形图，请根如图标出了门电路输入和输出的电压信号波形图，请根据波形图完成真值表，真值表中的逻辑电路判断是通过据波形图完成真值表，真值表中的逻辑电路判断是通过门电路来实现的。门电路来实现的。“或或”例：如图所示，由例：如图所示，由“非非”门构成的一个简单光控制门构成的一个简单光控制电路，其中电路，其中R/为光敏电阻，光照时电阻变小，为光敏电阻，光照时电阻变小，R为定为定值电阻，值电阻，L为小灯泡，其工作原理是，当光敏电阻受为小灯泡，其工作原理是，当光敏电阻受光照时，小灯光照时，小灯L（填（填“亮亮”或或“灭灭”），此时输），此时输入电势为入电势为（高或低）（高或低）R+5VR/1L L四、：四、：下图所示的电路图是一个应用下图所示的电路图是一个应用“非非”门构成一个简易火警报警器电门构成一个简易火警报警器电路。路。R是可变电阻，是可变电阻，R是一个热敏电阻（当温度较低时，热敏电阻是一个热敏电阻（当温度较低时，热敏电阻的电阻值很大，即的电阻值很大，即R远大于远大于R；而当火警发生时，热敏电阻的电阻；而当火警发生时，热敏电阻的电阻值就会降低，从而远小于电阻值就会降低，从而远小于电阻R的阻值），的阻值），L是一个蜂鸣器，是一个蜂鸣器，G是一是一个个“非非”门。请分析说明其工作原理门。请分析说明其工作原理。&下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与与R0的大小关系如何？的大小关系如何？R1SR2R0+5V0VABZR0在受光照时电阻应远小于在受光照时电阻应远小于R2R0在未受光照时电阻应远大于在未受光照时电阻应远大于R2输入输入输出输出A AB BZ Z010000001111报警器使用报警器使用“与与”门的真值门的真值表表 门的真值表门的真值表输入输入输出输出A AB BZ Z00011111110011R1S2R2+5V0 0 VABZS1R下图是一个应用某种逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图下图是一个应用某种逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图中的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上。只要其中任何一中的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上。只要其中任何一个开关处于开路状态（即输入为逻辑个开关处于开路状态（即输入为逻辑1），那么输出也是逻辑），那么输出也是逻辑1，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警要求，在电，发光二极管（报警灯）就发光。请你根据报警要求，在电路图的虚线框内画出门电路的符号，并完成该门电路的真值表。路图的虚线框内画出门电路的符号，并完成该门电路的真值表。“或或”例：如图所示，例：如图所示，V是一个发光二极管，在是一个发光二极管，在ab两端加上一定两端加上一定电压，且电压，且a为高电势时，发光二极管会发光，关于电路的为高电势时，发光二极管会发光，关于电路的控制过程下列说法正确的是：控制过程下列说法正确的是：（A）该电路控制功能相当于一个）该电路控制功能相当于一个“或或”门门（B）当）当S闭合时发光二极管发光。闭合时发光二极管发光。（C）当）当S断开时发光二极管发光。断开时发光二极管发光。（D）以上说法均不正确）以上说法均不正确S S1 1a ab bV V“与非与非”门门A AB B&1 1Z ZZ0“或非或非”门门A A11B B1 1Z ZZ0“与非与非”门的真值表门的真值表1 11 10 01 11 10 00 00 0Z Z0 0 Z ZB BA A 输出输出输入输入1110用基本门电路通过各种组合方式不同的设计要求，从而构成用基本门电路通过各种组合方式不同的设计要求，从而构成各种组合逻辑电路。比如我们把一个各种组合逻辑电路。比如我们把一个“与与”门的输出端接入门的输出端接入一个一个“非非”门的输入端，来研究它的输出情况门的输入端，来研究它的输出情况0001A AB B&Z ZA AB B1Z Z劳技课本劳技课本P20动手实践（填表）动手实践（填表）输入输入输出输出A AB B发光二极管的发光二极管的显示情况显示情况低电平低电平低电平低电平低电平低电平高电平高电平高电平高电平低电平低电平高电平高电平高电平高电平R1=1KR2+5VAB&150Z&21345678输入输入输出输出ABCZ00000010010001101000101011001111如图所示为一个由两个如图所示为一个由两个“与与”门组成的集成块，它有门组成的集成块，它有8个引脚。个引脚。编号编号“4”和和“8”的脚是连接电源正、负极的，其余的脚是连接电源正、负极的，其余6个脚分个脚分别属于两个别属于两个“与与”门。现在要使两个门。现在要使两个“与与”门组合后其逻辑功门组合后其逻辑功能符合下表所示的真值表，请将其中能符合下表所示的真值表，请将其中2个脚用线连接起来，并个脚用线连接起来，并将将A、B、C、Z等字母标在各相应的编号旁。等字母标在各相应的编号旁。ABC例：由基本门电路组成的电路使小灯泡发光的图是（例：由基本门电路组成的电路使小灯泡发光的图是（）&+5V（A）11+5V（B）111 1+5V（D）1 1+5V（C）例：洗衣机的脱水桶的电机是一个定时开关例：洗衣机的脱水桶的电机是一个定时开关S1和一个桶盖控和一个桶盖控制的开关制的开关S2组成的，当定时开关组成的，当定时开关S1合上时，只要打开桶盖，合上时，只要打开桶盖，电机又被关闭。电机又被关闭。（1）下列图中哪个电路图能满足上述要求）下列图中哪个电路图能满足上述要求（2）根据以上罗列的控制条件和控制结果的情况，该门电路是）根据以上罗列的控制条件和控制结果的情况，该门电路是门门S2S1S2S1S1S2S2S1(A)(B)(C)(D)例：节电，居民小区的楼道灯通常采用门电路控制，白天的时例：节电，居民小区的楼道灯通常采用门电路控制，白天的时候，即使拍手发出声音，灯也不亮，但到了晚上，发出声音，候，即使拍手发出声音，灯也不亮，但到了晚上，发出声音，灯就亮了。并采用延时电路，使之亮了一段时间后熄灭。电路灯就亮了。并采用延时电路，使之亮了一段时间后熄灭。电路中有一个声控开关。如图所示。中有一个声控开关。如图所示。（1）完成下列表格）完成下列表格R1R2R0+5V0VL L延时延时开关开关K天色天色声音声音灯灯暗暗无无灭灭暗暗有有亮亮亮亮无无灭灭亮亮有有灭灭（2）请画出应用什么门电路实现控制，其中）请画出应用什么门电路实现控制，其中R2为光敏电为光敏电阻，受光照射电阻减小；阻，受光照射电阻减小；R1为定值电阻；为定值电阻；K为声控开关为声控开关&天色天色声音声音灯灯暗暗无无灭灭暗暗有有亮亮亮亮无无灭灭亮亮有有灭灭（3）把天色信号设为）把天色信号设为A，声音信号设为，声音信号设为B，电路中输入端高电，电路中输入端高电势为势为1，低电势为，低电势为0，则当天色光亮时，则当天色光亮时，A的输入应为的输入应为，有，有声音时输入应为声音时输入应为。按照选定的门电路对应的逻辑关系填好。按照选定的门电路对应的逻辑关系填好真值表。真值表。R1R2R0+5V0VL L延时延时开关开关K&A AB BZ Z010100111000ABZ（4）白天时，）白天时，R1、R2的关系是的关系是（填（填“大于大于”或或“小于小于”）例：如图所示电路中，要使发光二极管发光，某些开关必须例：如图所示电路中，要使发光二极管发光，某些开关必须闭合，某些开关必须断开。请完成反映这种控制条件与控闭合，某些开关必须断开。请完成反映这种控制条件与控制结果的真值表。开关闭合为制结果的真值表。开关闭合为“1”，断开为，断开为“0”，V亮亮为为“1”，灭为，灭为“0”。S2S1a aS S3 3b bV V0 00 00 0输出输出00输入输入S1S2S S3 3V10 00 01110例：如图所示，例：如图所示，S1，S2相当于保险柜的两把钥匙，分别由两相当于保险柜的两把钥匙，分别由两个人来保管；被控制电路的作用是直接开启保险柜的闸门。个人来保管；被控制电路的作用是直接开启保险柜的闸门。分析说明在下列情况中保险柜被开启的过程。分析说明在下列情况中保险柜被开启的过程。（a）框中使用的逻辑门电路是）框中使用的逻辑门电路是“或或”门。门。（b)框中使用的逻辑电路是框中使用的逻辑电路是“与与”门。门。S2+5V0 0 VS1被控电路被控电路为一个保险柜的安全开启设计一个控制电路，要求当假设两个为一个保险柜的安全开启设计一个控制电路，要求当假设两个电键相当于保险柜的两把钥匙，分别由两个人保管，被控制电电键相当于保险柜的两把钥匙，分别由两个人保管，被控制电路是直接开启保险柜的开关，只有两个人同时合上电键时才能路是直接开启保险柜的开关，只有两个人同时合上电键时才能开启保险柜，请在图中，用正确的符号组合符合要求的电路。开启保险柜，请在图中，用正确的符号组合符合要求的电路。+5V0 0 V被控电路被控电路S1S2&ZBA如图所示的电路图示一个应用如图所示的电路图示一个应用“非非”门构成的简易火警报门构成的简易火警报警电路，则图中警电路，则图中X框、框、Y框中应是（框中应是（）（A）X为热敏电阻，为热敏电阻，Y为可变电阻为可变电阻（B）X为热敏电阻，为热敏电阻，Y为开关为开关（C）X为可变电阻，为可变电阻，Y为热敏电阻为热敏电阻（D）XY为热敏电阻为热敏电阻+5V1XY如图是某种机器的冷却风扇的一个控制电路，当机器温度过如图是某种机器的冷却风扇的一个控制电路，当机器温度过高时，接通触动继电器使风扇自动开启，且只有在开关闭合高时，接通触动继电器使风扇自动开启，且只有在开关闭合时风扇才启动工作，则图中时风扇才启动工作，则图中X框内使用了门电路是框内使用了门电路是门。门。+5V0 ZBA继电器继电器XRMS S如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题:（1）输入端）输入端A的状态受元件的状态受元件X和和Y控制，试写出元件控制，试写出元件X和和Y名称。名称。若水温上升，器件若水温上升，器件Y的电阻值有何变化？试指出在什么情况下输的电阻值有何变化？试指出在什么情况下输入端入端A的状态是的状态是“1”（设高电势为（设高电势为1，低电势为，低电势为0)&Y+5V0 ZBA继电器继电器电源电源电热器电热器XR接触器接触器X为可变电阻器为可变电阻器Y为热敏电阻为热敏电阻水温上升时水温上升时Y阻阻值减小值减小温度较低时温度较低时A为为“1”如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题:（2）输入端）输入端B的状态受接触器和电阻器的状态受接触器和电阻器R控制，若整个接触器控制，若整个接触器浸没在水中，输入端浸没在水中，输入端B的状态是什么？试简单解释为何将接触器的状态是什么？试简单解释为何将接触器放在盛水器内的高处。放在盛水器内的高处。&Y+5V0 ZBA继电器继电器电源电源电热器电热器XR接触器接触器若整个接触器浸没在水若整个接触器浸没在水中，输入端中，输入端B为高电势为高电势如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触如图所示是一种电热水器系统的设计，当水温低于某温度和接触器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题器被水淹没时，会触动继电器而是电开始加热，试回答下列问题:&Y+5V0 ZBA继电器继电器电源电源电热器电热器XR接触器接触器（3）电热器在什么情况下开始对水加热？）电热器在什么情况下开始对水加热？&下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件下图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关放在保险箱前地板上的按钮开关S被脚踩下而闭合同时安装在保被脚踩下而闭合同时安装在保险箱里的光敏电阻险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。被手电筒照射时，蜂鸣器就会发出鸣叫声。试回答该报警器是用哪一种门电路，试回答该报警器是用哪一种门电路，并在电路的虚框内画出该门电路符号，并在电路的虚框内画出该门电路符号，R2与与R0的大小关系如何？的大小关系如何？R1SR2R0+5V0VABZR0在受光照时电阻应远小于在受光照时电阻应远小于R2R0在未受光照时电阻应远大于在未受光照时电阻应远大于R2输入输入输出输出A AB BZ Z010000001111报警器使用报警器使用“与与”门的真值门的真值表表无光照时光敏电阻值大于无光照时光敏电阻值大于1兆欧，有光照时一般仅兆欧，有光照时一般仅为几千欧。为几千欧。