高中物理《逻辑电路和控制电路》课件 教科版选修3-1.ppt

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1、逻辑电路和控制电路逻辑电路和控制电路31 只有电子设备的输入和输出之只有电子设备的输入和输出之间形成一定的逻辑关系，电子设间形成一定的逻辑关系，电子设备才能实现运算和控制。备才能实现运算和控制。 往往在一个实际控制任务中遇到往往在一个实际控制任务中遇到大量的大量的“开启开启”和和“关闭关闭”这类最简这类最简单和最基本的控制动作。单和最基本的控制动作。 例如：路灯自动控制。某一时刻开启，某一时刻关闭，例如：路灯自动控制。某一时刻开启，某一时刻关闭，也可以是某一光照度开启，某一光照度关闭等等。也可以是某一光照度开启，某一光照度关闭等等。 逻辑电路是计算机和自动化设备中的重要组成部分。逻辑电路是计算

2、机和自动化设备中的重要组成部分。它是指输出与输入之间存在一定的逻辑关系的电路。最它是指输出与输入之间存在一定的逻辑关系的电路。最简单、最直观的逻辑电路是有触点的开关电路。所谓有简单、最直观的逻辑电路是有触点的开关电路。所谓有触点的开关是指由手动或继电器控制的开关。触点的开关是指由手动或继电器控制的开关。 教科书教科书继电器控制实际上只有两个状态，即：继电器控制实际上只有两个状态，即：“通通”或或“断断”。而目前通用的计数方法是而目前通用的计数方法是10进位。有十个数，即：进位。有十个数，即：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 人们想到和牛顿同时代人们想到和牛顿同时代的德国科学家莱布尼茨提

3、的德国科学家莱布尼茨提出的二进位制。出的二进位制。 莱布尼茨提出的二进位莱布尼茨提出的二进位制，是受到了中国八卦的制，是受到了中国八卦的启发。启发。1988年，在北京召开年，在北京召开“二维强关联电子系统国际研讨会二维强关联电子系统国际研讨会”会标。会标。会议主要内容：研讨高温超导。会议主要内容：研讨高温超导。作者：吴作人作者：吴作人李政道评价：太极古式成新形，阴阳二维解超导。李政道评价：太极古式成新形，阴阳二维解超导。莱布尼茨同牛顿并称莱布尼茨同牛顿并称为微积分的发明者。为微积分的发明者。目前我们使用的积目前我们使用的积分符号就是莱布尼分符号就是莱布尼茨创造的。茨创造的。最早创造积分的目的是

4、为了求面积。最早创造积分的目的是为了求面积。S 1847年英国数学家布尔提出：年英国数学家布尔提出：用符号来表达语言和思维逻辑。用符号来表达语言和思维逻辑。（逻辑代数又称布尔代数）（逻辑代数又称布尔代数） 在布尔代数中，变量或函数的在布尔代数中，变量或函数的取值只有两个：即取值只有两个：即“真真”和和“假假”，或表示成或表示成“1”和和“0”。 由于有了二进位和布尔的思想，可以将信息转换由于有了二进位和布尔的思想，可以将信息转换成数字信号。就为计算机进入我们的时代打下了基成数字信号。就为计算机进入我们的时代打下了基础。础。 世界第一台电子计算机世界第一台电子计算机1946年研制成功。共使用年研

5、制成功。共使用了了18000个电子管，个电子管，1500个继电器。占地个继电器。占地1500平方英尺，平方英尺，重达重达30吨，耗电量吨，耗电量150千瓦，运算速度为每秒千瓦，运算速度为每秒5000次。次。目前计算机使用的目前计算机使用的“继电器继电器”是电子继电是电子继电器。器。 但要提高计算速度，目前的以半导体材料为基础的集但要提高计算速度，目前的以半导体材料为基础的集成技术日益走向它的极限。成技术日益走向它的极限。目前的研发方向目前的研发方向生物计算机生物计算机量子计算机量子计算机超导计算机超导计算机光计算机光计算机AP输入和输出真值量表输入和输出真值量表输入：开关输入：开关“通通”和和

6、“断断”。若通记为若通记为“1”，则断为，则断为“0”。输出：灯亮记为输出：灯亮记为“1”，则不亮，则不亮记为记为“0”。这就出现输入这就出现输入“1”时与之对应的输出是时与之对应的输出是“1”还是还是“0”。这就出现输入这就出现输入“0”时与之对应的输出是时与之对应的输出是“0”还是还是“1”。AP0011AP输入和输出真值量表输入和输出真值量表AP1001多开关控制电路多开关控制电路BPA输入和输出真值量表输入和输出真值量表ABP000100010111“与与”门电路。门电路。与：有与：有“和和”、“跟跟”的的含义。含义。在这里有在这里有“我和你我和你”的意的意思。思。即：我和你都通才有输

7、出即：我和你都通才有输出的意思。的意思。人教版举例：财务室安人教版举例：财务室安全门。全门。生活中还有哪些事例体生活中还有哪些事例体现了现了“与与”逻辑关系？逻辑关系？PAB输入和输出真值量表输入和输出真值量表ABP000101011111相当于教室的两个门。相当于教室的两个门。输入端一些部分处于不输入状态时也输入端一些部分处于不输入状态时也会有输出。会有输出。“或或”门电路。门电路。或：有或：有“选择选择”、“不肯定不肯定”的意思的意思人教版举例：某寝室的人教版举例：某寝室的4位同位同学每人都配了一把门钥匙，每学每人都配了一把门钥匙，每人都可以用自己的钥匙单独开人都可以用自己的钥匙单独开门，它体现了门，它体现了“或或”逻辑关系。逻辑关系。BPAPAB这两个电这两个电路都有路都有“1”与与“1”对应。对应。AP输入和输出真值量表输入和输出真值量表AP1001 这种输出和输入状态相反的逻辑这种输出和输入状态相反的逻辑关系电路叫做关系电路叫做“非非”门电路。门电路。