高中物理第二章8逻辑电路和控制电路练习含解析教科版选 修310903254 基础巩固 1.在登录你的电子信箱(或“QQ”)的过程中,要有两个条件,一个是用户名,一个是与用户名对 应的密码,要完成这个事件(登录成功),它们体现的逻辑关系为() A.“与”关系 B.“或”关系 C.“非”关系 D.不存在逻辑关系 解析:必须是用户名和用户名对应的密码都正确,才能登录成功,所以它们的逻辑关系为“与”关系,选项A正确. 答案:A 2.(多选)在下列基本逻辑电路中,逻辑关系是当所有输入均为0时,输出不是1的是() A.“与”电路 B.“或”电路 C.“非”电路 D.都不可能 解析:据“与”电路和“或”电路的真值表可知选项A、B正确,选项C、D不正确. 答案:AB 3.“或”电路的输入端输入信号为何值时,输出端输出“0” () A.“0”“0” B.“1”“0” C.“0”“1” D.“1”“1” 解析:“或”电路真值表如表所示:
1 1 1 由真值表可知A正确. 答案:A 4.有一逻辑电路的真值表,试判断这是一个什么类型的逻辑电路() A.“与”电路 B.“非”电路 C.“或”电路 D.都不是 解析:由该逻辑电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系,故选项B正确. 答案:B 5.在如图所示的逻辑电路中,当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时,则在C和D端 输出的电信号分别为 () A.1和0 B.0和1 C.0和0 D.1和1 答案:D 6.某报警装置示意图如图所示,该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开关,门、窗未 关上时,开关不闭合,只要有一个开关未闭合,报警器就会报警.该报警装置中用了两个串联的逻辑电路,则虚线框甲、乙内应选用的逻辑电路分别为()
第六章时序逻辑电路 一、选择题 1．同步计数器和异步计数器比较，同步计数器的显著优点是。 A.工作速度高 B.触发器利用率高 C.电路简单 D.不受时钟CP控制。 2．把一个五进制计数器与一个四进制计数器串联可得到进制计数器。 A.4 B.5 C.9 D.20 3．下列逻辑电路中为时序逻辑电路的是。 A.变量译码器 B.加法器 C.数码寄存器 D.数据选择器 4.N个触发器可以构成最大计数长度（进制数）为的计数器。 A.N B.2N C.N2 D.2N 5.N个触发器可以构成能寄存位二进制数码的寄存器。 A.N-1 B.N C.N+1 D.2N 6．五个D触发器构成环形计数器，其计数长度为。 A.5 B.10 C.25 D.32 7．同步时序电路和异步时序电路比较，其差异在于后者。 A.没有触发器 B.没有统一的时钟脉冲控制 C.没有稳定状态 D.输出只与内部状态有关 8．一位8421BCD码计数器至少需要个触发器。 A.3 B.4 C.5 D.10 9.欲设计0，1，2，3，4，5，6，7这几个数的计数器，如果设计合理，采用同步二进制计数器，最少 应使用级触发器。 A.2 B.3 C.4 D.8 10．8位移位寄存器，串行输入时经个脉冲后，8位数码全部移入寄存器中。 A.1 B.2 C.4 D.8 11．用二进制异步计数器从0做加法，计到十进制数178，则最少需要个触发器。 A.2 B.6 C.7 D.8 E.10 12．某电视机水平-垂直扫描发生器需要一个分频器将31500H Z的脉冲转换为60H Z的脉冲，欲构成此分频器至少需要个触发器。 A.10 B.60 C.525 D.31500
（精心整理，诚意制作） 真值表是包含各种可能性在内的逻辑关系表，它包括两部分：一部分是所有输入逻辑变量的各种可能组合；另一部分是相应的输出。例：如图所示为一种具有“与”逻辑关系的电路，我们把开关接通记为1，开关断开记为0；灯亮记为1，灯灭记为0。它的真值表为： 输入输出 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1
二、对三种基本逻辑电路的理解 1．对“与”电路的理解 （1）如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路称为“与”电路．如图所示，如果把电键A闭合作为条件A满足，把电键B闭合作为条件B满足，把电灯L 亮作为结果C成立，则“与”逻辑关系可以示意： C B A ? ? ? ? ，或A×B=C。 （2）“与”电路的特点 ①开关之间是串联关系． ②当A、B输入都为“0”或A、B中有一个输入为“0”时，输出为“0”，当A、B输入都为“1”时，输出为“1”。 2．对“或”电路的理解 （1）如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件中有一个满足，事件就会发生，这种关系叫“或”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为“或”电路。如图所示，如果把电键A闭合当作条件A满足，把电键B闭合当作条件B满足，把电灯L亮当作结果C成立，则“或”逻辑关系可以示意为：或A+B=C。 （2）“或”电路的特点 ①开关之间是并联关系． ②A、B输入都为“0”时，输出为“0”；A、B输入都为“1”或A、B中有一个输入为“1”时，输出为“1”。 3．对“非”电路的理解 （1）如果条件A满足时，另一个条件B则不满足，条件A不满足时，另一个条件B 则满足，它们的逻辑关系是相反的，这种关系叫“非”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路叫“非”电路．如图所示。
逻辑电路和控制电路 [学习目标定位] 1.初步了解简单的逻辑电路.2.通过实验理解“与”、“或”和“非”电路在逻辑电路中的结果与条件的逻辑关系，会用真值表表示一些简单的逻辑关系.3.初步了解集成电路的作用及发展情况． 一、常见的逻辑电路 1．开关“与”电路：有触点的开关组成“与”电路时是串联关系． 2．开关“或”电路：有触点的开关组成“或”电路时是并联关系． 3．开关“非”电路：输入与输出的逻辑关系是相反的(填“相同”或“相反”)，这种电路可以称为“非”电路． 二、用二极管实现“与”电路和“或”电路 在计算机及其他数字设备中广泛使用晶体二极管、三极管或集成电路等组成逻辑电路，它们没有运动部件，动作速度快，可靠性极高. 一、开关“与”电路 [问题设计] 如图1所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡P，显然，只有A“与”B同时闭合时，灯泡P才会亮．在这个事件中，A、B闭合是条件，灯泡P亮是结果． 图1 (1)事件的两个条件需满足几个，事件才能发生？ (2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡P是亮还是熄).
(3)0，把上面表格用1、0表示． 答案(1)两个条件都满足 (2)熄熄熄亮 (3) 二、开关“或”电路 [问题设计] 如图2所示，两个开关A、B并联，控制同一灯泡P，在这个电路中，A“或”B闭合时，灯泡P就亮． 图2 (1)条件A、条件B满足几个时，事件就能发生？ (2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡P是亮还是熄). (3)0，把上面表格用1、0表示． 答案(1)满足两个条件中的一个 (2)熄亮亮亮
(3) 三、开关“非”电路 图3 [问题设计] 如图3所示，当开关A接通时，灯泡P被短路而不亮；当开关A断开时，灯泡P是通路而被点亮． (1)条件A和事件P之间的关系如何？ (2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡P是亮还是熄). (3)如果把开关的“通”记为10，把上面表格用1、0表示． 答案(1)条件A满足，事件P不发生，二者总是相反关系． (2)亮熄 (3) [延伸思考] 新学期开学了，宿管办的老师发给
一概述 为了能使仪器在特定的时间内工作,通常需要人在场干预才能完成。本课题设计的定时器,就是能使你不在时,仪器也能按时打开和关闭。例如你想用录音机、录像机录下某一时间断的节目,而这一段时间你又有其他事要做,不在家或机器旁边,你就可以实现预置一下定时器。在几点几分准时打开机器,到某时某刻关掉机器。数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、通断动力设备、以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。 定时控制器由供电单元、数字钟单元、定时单元以及控制输出单元等几部分组成.如图1所示为定时控制器系统框图。 图1
二．设计任务和要求 设计一个带数组电子钟的定时控制器逻辑电路，具体任务要求如下： 1．可设定定时启动（开始）时间与定时结束（判定）时间 2.定时开始，指示灯亮；定时结束，指示灯灭 3.定时范围可以选择 4.具有电子钟功能,显示为四位数 三.电路设计 数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广的基本电路。石英晶体振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。秒信号送入计数器进行计时，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的显示电路与“秒”相同，“时”的显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果结果由六位数码管显示。 3.1石英晶体振荡器 振荡器是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间冲。 振荡器振荡频率的精度与稳定度基本上决定了钟的准确度。 振荡器是由石英晶体，微调电容与集成反相器等元件构成。石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。
实验十Moore型同步时序逻辑电路的分析与设计 一．实验目的： 1.同步时序逻辑电路的分析与设计方法 2.掌握时序逻辑电路的测试方法。 二．实验原理： 1.Moore同步时序逻辑电路的分析方法： 时序逻辑电路的分析，按照电路图（逻辑图），选择芯片，根据芯片管脚，在逻辑图上标明管脚号；搭接电路后，根据电路要求输入时钟信号（单脉冲信号或连续脉冲信号），求出电路的状态转换图或时序图（工作波形），从中分析出电路的功能。 2.Moore同步时序逻辑电路的设计方法： （1）分析题意，求出状态转换图。 （2）状态分析化简：确定等价状态，电路中的等价状态可合并为一个状态。（3）重新确定电路状态数N，求出触发器数n，触发器数按下列公式求：2n-1 （7）利用卡诺图如图2，求状态方程、驱动方程。 （8）自启动检验：将各无效状态代入状态方程，分析状态转换情况，画出完整的 状态转换图，如图3所示，检查是否能自启动。 第 6 章 异步时序逻辑电路 异步时序逻辑电路中没有统一的时钟脉冲信号，电路状态的改变是外部输入信号变 化直接作用的结果。 根据电路结构和输入信号形式的不同，异步时序逻辑电路可分为脉冲异步时序逻辑 电路和电平异步时序逻辑电路两种类型。 两类电路均有 Mealy 型和 Moore 型两种结构模型。 6.1 脉冲异步时序逻辑电路 6.1.1 概述 一、结 构 脉冲异步时序电路的一般结构如下图所示。 图中，存储电路可由时钟控制触发器或非时钟控制触发器组成。 二、输入信号的形式与约束 1.输入信号为脉冲信号; 2.输入脉冲的宽度必须保证触发器可靠翻转; 3.输入脉冲的间隔必须保证前一个脉冲引起的电路响应完全结束后，后一个脉冲才 能到来; 4.不允许两个或两个以上输入端同时出现脉冲。对 n 个输入端的电路，其一位输入 只允许出现 n+1 种取值组合，其中有效输入种取值组合为 n 种。 三、输出信号的形式 脉冲异步时序逻辑电路的输出信号可以是脉冲信号也可以是电平信号。 6.1.2 脉冲异步时序逻辑电路的分析 一、分析方法与步骤 1. 分析方法 脉冲异步时序逻辑电路的分析方法与同步时序逻辑电路大致相同。 注意两点： ⑴当存储元件采用时钟控制触发器时， 对触发器的时钟控制端应作为激励函数处理。 仅当时钟端有脉冲作用时，才根据触发器的输入确定状态转移方向，否则，触发器 状态不变。 ⑵根据对输入的约束，分析时可以排除两个或两个以上输入端同时出现脉冲以及输 入端无脉冲出现情况，从而使图、表简化。 2. 分析步骤 (1) 写出电路的输出函数和激励函数表达式； (2) 列出电路次态真值表或次态方程组； (3) 作出状态表和状态图； (4) 用文字描述电路的逻辑功能（必要时画出时间图）。 二、 分析举例 例分析下图所示脉冲异步时序逻辑电路，指出该电路功能。 & 解:该电路由两个 J-K 触发器和一个与门组成，有一个输入端 x 和一个输出端 Z，输 出是输入和状态的函数，属于Mealy型脉冲异步时序电路。 ⑴ 写出输出函数和激励函数表达式 Z = xy2y1 J2 = K2 =1 ； C2 = y1 J1 = K1 =1 ； C1 = x ⑵ 列出电路次态真值表 J-K 触发器的状态转移发生在时钟端脉冲负跳变的瞬间，为了强调在触发器时钟端 C1、C2 何时有负跳变产生，在次态真值表中用“↓”表示下跳。仅当时钟端有“↓” 出 现时，相应触发器状态才能发生变化，否则状态不变。 高二物理逻辑电路与自 动控制 Document number：WTWYT-WYWY-BTGTT-YTTYU-2018GT 第四章第四节逻辑电路与自动控制【教学目的】 1、认识与、或、非门电路的逻辑符号，知道它们的逻辑真值关系； 2、能对与门、或门、非门电路进行简单的应用．由这三种基本门电路组成的复合门电路广泛应用于自动控制、数控车床、全自动洗衣机的程序控制等方面 【教学重点】 三种门电路的逻辑功能 【教学难点】 理解逻辑关系的涵义以及动手操作验证基本门电路的逻辑功能 【教学媒体】 【教学安排】 【新课导入】 新课引入:让学生列举我们家庭生活中有哪些数字设备 提出问题:这些数字设备是如何工作的它们是如何记录信号和传输信号的我们就像生活在数字化技术的“海洋”里，越来越多的数字电子设备正在走进我们的千家万户，那么什么是数字化技术有什么优点让我们一起走进数字信号技术的基础电路——门电路。 首先说明：在计算机中用二进制数“0”和“1”表示假和真可以使计算速度加快。 而在门电路中也用0和1表示条件不成立或成立。 【新课内容】 1.与门电路 实物投影课本实验一——如右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗 (2)只有S2闭合，灯泡亮吗 (3)什么时候灯泡才亮 (4)假设开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯 泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，完成课本的真值表.如右图所示。 教师:与门的输出输入看起来象数学的什么运算 ——乘法 教师：对，与门的“与”在逻辑上就是共同的意思，即当全部条件共同具备时，才能产生一定的结果。 与门符号如右。 论书本利用二极管实现与门功能的电路图。体会二极管的单向导电性在这里所 起的作用。 2. 或门电路 实物投影课本实验二—右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗 (2)只有S2闭合，灯泡亮吗 (3)S1、S2同时闭合,灯泡亮吗 输入 输出 A （S1） B （S2） Z （Q ） 0 0 0 1 1 0 1 1 输入 输出 A B Z 课时分层作业(十二) 逻辑电路和控制电路 [基础达标练] (时间：15分钟分值：50分) 一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分) 1．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”门B．“非”门 C．“或”门D．“与非”门 A[联合国规定,只要常任理事国有一个反对,提案就不能通过．这和“与”门的逻辑关系一致．] 2．两只晶体二极管组成如图所示电路,A、B为输入端,P为输出端,分析该电路属于( ) A．“与”门电路 B．“或”门电路 C．“非”门电路 D．都不可能 B[根据二极管的特点,只要在二极管上加上正向电压,则二极管即可导通．由题图中电路结构可知,D1、D2两个二极管只要有一个导通,或者两个都导通,则整个电路就会导通,因此该电路是符合“或”逻辑关系的门电路．] 3．隧道里有一个报警器,在隧道的两端各有一个开关,在出现危险时要求不论接通哪一个开关都能使警报器报警,那么应设计的电路为 ( ) A．“与”门电路B．“或”门电路 C．“非”门电路D．上诉答案都有可能 B[要求不论接通哪一个开关都能使警报器报警,这体现了“或”的逻辑关系,故只有B项正确,A、C、D三项都不对．] 4．(多选)居民小区里的楼道灯采用门电路控制,电路如图所示,图中R2是光敏电阻,受光照后电阻减小,R1为定值电阻,S是声控开关．白天的时候,即使拍手发出声音,楼道灯也不亮；但是到了晚上,拍手发出声音后,灯就亮了,并采用延时电路,使之亮一段时间后才熄灭．下列说法正确的是( ) 异步时序逻辑电路分析方法案例说明 下图8.41为一multisim 的仿真的异步时序逻辑电路，试调试电路，分析该电路的功能。 图8.41 异步时序逻辑电路 由图8.41可知，FF1的时钟信号输入端是由FF0的输出相连，所以该电路为异步时序 逻辑电路。具体分析方法如下： 1.写方程式 时钟方程：FF 0和FF 2由CP 的下降沿触发，CP CP CP ==20。 FF 1由Q 0的输出的下降沿触发，01Q CP = 输出方程：n Q Y 2= 驱动方程：1,020==K Q J n ；1,111==K J ;1,2012==K Q Q J n n 状态方程： n n n n n Q Q Q K Q J Q 02000010=+=+,CP 下降沿有效； n n n n Q Q K Q J Q 1111111=+=+，Q0下降沿有效； n n n n n n Q Q Q Q K Q J Q 201222212=+=+，CP 下降沿有效 2.列状态转换真值表 上述状态方程只有在满足时钟条件后，将现态的各种取值代入计算才是有效的。设现态 为000012=n n n Q Q Q ，代入状态方程，可得表8.8所示的状态转换真值表。下面对表8.9做简单说明：表中第一行取值，在现态000012=n n n Q Q Q 时，先计算Q 2和Q 0的次态为 011012=++n n Q Q ，由于CP1=Q0，其由0跃变1为正跃变（上升沿），故FF1保持0态不变， 这时0011 1112=+++n n n Q Q Q 。表中第二行取值，在现态为001012=n n n Q Q Q 时，得 001012=++n n Q Q ，故此时CP 1=Q 0，信号由1变成0，为负跃变（下降沿），使FF 1由0态翻 转为1态，这时0101 1112=+++n n n Q Q Q 。其余以此类推。 3.逻辑功能说明 有表8.9可知，在输入第5个计数脉冲时，返回初始000状态，同时Y 输出一个负跃变 信号，因此该电路为异步五进制计数器。 4.状态转换图和时序图 如下图8.42所示。 Q 2Q 1Q 0 /Y CP Q 0 Q 1Q 2 (a)状态转换图 (b)时序图 图8.42 状态转换图和时序图 2.8 逻辑电路和控制电路 [课时跟踪训练] (满分60分时间30分钟) 一、选择题(每小题至少有一个选项正确，选对得6分，选不全得3分，错选不得分，共42分) 1.在登录你的电子邮箱(或“QQ”)的过程中，要有两个条件，一个是用户名，一个是与用户名对应的密码，要完成这个事件(登录成功)，它们体现的逻辑电路为（） A.“与”电路 B.“或”电路 C.“非”电路 D.不存在逻辑电路 解析：这两个条件同时满足才能完成登录，则它们体现了“与”电路，A正确。 答案：A 2.有一逻辑开关电路的真值表如下，试判断这是一个什么类型的逻辑电路（） A.开关“与”电路 C.开关“或”电路 D.以上都不是 解析：由该逻辑电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故选B。答案：B 3.(2019·琼海高二检测)一个逻辑电路的两个输入端A、B与输出端Y的波形如图1所示，则可知该逻辑电路是（） 图1 A.开关“与”电路 B.开关“或”电路 C.开关“与非”电路 D.开关“或非”电路 解析：由图像可知，当A、B均有输入时，输出与其相反，当有一端有输入时，有输出，故为“与非”电路，C正确。 答案：C 4.逻辑电路的信号有两种状态：一是高电势状态，用“1”表示；另一种是低电势 状态，用“0”表示，关于这里的“1”和“0”，下列说法中正确的是（） A.“1”表示电压为1 V，“0”表示电压为0 B.“1”表示电压为大于或等于1 V，“0”表示电压一定为0 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”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连 解析：逻辑电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路。根据指定条件，逻辑电路对输入、输出的因果关系作出判断。逻辑电路的输入、输出信号都以电位高低来表示。若把高电势看作有信号，表示某个条件存在或信号能通过，且用符号“1”表示；把低电势看作无信号，表示某个条件不存在或信号不能通过，用符号“0”表示，这种逻辑关系称为正逻辑。反之，则称为负逻辑。在通常情况下不加说明的都指正逻辑。所以“1”和“0”只是两个符号，是两种变量的两种可能的取值。C选项正确。 答案：C 5.某自动控制车间的技术人员设计了一个简单的报警器，电路图如图2所示，满足下列哪个条件，该报警器将发出警报声（） 图2 A.S1断开，S2闭合 B.S1闭合，S2断开 C.S1、S2都断开 D.S1、S2都闭合 解析：S1闭合，输入高电位；S2断开，输入高电位。所以只有S1闭合，S2断开时，才会使“与”门的两个输入端都输入高电位，输出高电位，使报警器发出警报声，选项B正确。 答案：B 6.如图3所示是由基本逻辑电路构成的一个公路路灯自动控制电路，图中虚线框M中是一只感应元件，虚线框N中使用的是逻辑电路。要求天黑时L发光，则（） 图3 A.M为光敏电阻，N为开关“与”电路 C.M为热敏电阻，N为开关“非”电路 时序逻辑电路的分析方法 时序逻辑电路的分析：根据给定的电路，写出它的方程、列出状态转换真值表、画出状态转换图和时序图，而后得出它的功能。 同步时序逻辑电路的分析方法 同步时序逻辑电路的主要特点：在同步时序逻辑电路中，由于所有触发器都由同一个时钟脉冲信号CP来触发，它只控制触发器的翻转时刻，而对触发器翻转到何种状态并无影响，所以，在分析同步时序逻辑电路时，可以不考虑时钟条件。 1、基本分析步骤 1）写方程式： 输出方程：时序逻辑电路的输出逻辑表达式，它通常为现态和输入信号的函数。 驱动方程：各触发器输入端的逻辑表达式。 状态方程：将驱动方程代入相应触发器的特性方程中，便得到该触发器的状态方程。 2）列状态转换真值表： 将电路现态的各种取值代入状态方程和输出方程中进行计算，求出相应的次态和输出，从而列出状态转换真值表。如现态的起始值已给定时，则从给定值开始计算。如没有给定时，则可设定一个现态起始值依次进行计算。 3）逻辑功能的说明： 根据状态转换真值表来说明电路的逻辑功能。 4）画状态转换图和时序图： 状态转换图：是指电路由现态转换到次态的示意图。 时序图：是在时钟脉冲CP作用下，各触发器状态变化的波形图。 5）检验电路能否自启动 关于电路的自启动问题和检验方法，在下例中得到说明。 2、分析举例 例、试分析下图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。 解：由上图所示电路可看出，时钟脉冲CP加在每个触发器的时钟脉冲输入端上。因此，它是一个同步时序逻辑电路，时钟方程可以不写。 ①写方程式： 输出方程： 驱动方程： 状态方程： ②列状态转换真值表： 状态转换真值表的作法是： 从第一个现态“000”开始，代入状态方程，得次态为“001”，代入输出方程，得输出为“0”。 第四章第四节逻辑电路与自动控制【教学目的】 1、认识与、或、非门电路的逻辑符号，知道它们的逻辑真值关系； 2、能对与门、或门、非门电路进行简单的应用．由这三种基本门电路组成 的复合门电路广泛应用于自动控制、数控车床、全自动洗衣机的程序控制等方 面 【教学重点】 三种门电路的逻辑功能 【教学难点】 理解逻辑关系的涵义以及动手操作验证基本门电路的逻辑功能 【教学媒体】 【教学安排】 【新课导入】 新课引入:让学生列举我们家庭生活中有哪些数字设备? 提出问题:这些数字设备是如何工作的?它们是如何记录信号和传输信号的?我们就像生活在数字化技术的“海洋”里，越来越多的数字电子设备正在走进我们 的千家万户，那么什么是数字化技术？有什么优点？让我们一起走进数字信号 技术的基础电路——门电路。 首先说明：在计算机中用二进制数“0”和“1”表示假和真可以使计算 速度加快。而在门电路中也用0和1表示条件不成立或成立。 【新课内容】 1.与门电路 实物投影课本实验一——如右 图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗？ (2)只有S2闭合，灯泡亮吗？ (3)什么时候灯泡才亮？ (4)假设开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯 泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，完成课本的真值 表.如右图所示。 教师:与门的输出输入看起来象数学的什么运算？——乘法 教师：对，与门的“与”在逻辑上就是共同的意思，即当全部条件共同具备时，才能产生一定的结果。与门符号如右。 论书本利用二极管实现与门功能的电路图。体会二极管的单向导电性在这里所起的作用。 2.或门电路 实物投影课本实验二—右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗？ (2)只有S2闭合，灯泡亮吗？ (3)S1、S2同时闭合,灯泡亮吗? 输入输出A（S1）B（S2）Z（Q） 0 0 0 1 1 0 1 1 输入输出A（S1）B（S2）Z（Q） 8逻辑电路和控制电路 1．“与”门 (1)逻辑关系：如果有一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”逻辑关系，具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门． (2)符号：，其中“&”表示“与”的意思，象征只有 A、B两个输入端都有信号输入时，输出端Y才有信号输出． (3)真值表： 输入结果 A B Y 000 010 100 11 1 2.“或”门 (1)逻辑关系：若几个条件中只要有一个条件得到满足某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系，具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路，简称“或”门． (2)符号：，其中的“≥1”表示“或”的意思，象征A、B两个输入端任一个有信号或都有信号输入时，输出端Y就有信号输出． (3)真值表： 输入结果 A B Y 000 01 1 10 1 11 1 3.“非”门 (1)逻辑关系：输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”关系，具有“非”逻辑关系的电路被称为“非”门电路，简称“非”门． (2)符号：，其中矩形后边的小圆圈表示“0”，它与数字1象征着相反的意思，当输入端A有信号时，输出端Y无信号输出． (3)真值表： 输入结果 A Y 0 1 10 为了方便及节约用电，宿舍楼楼道里安装有声光控灯，这种灯在有光或没有声音时，不亮，而在无光又有声音时，灯就会自动点亮，这里面有什么逻辑关系呢？ 提示：这里面有“与”逻辑关系，即两个条件同时满足时灯才亮． 考点一三种门电路的类比理解 门电路种类类比电路图逻辑关系 “与”门 两个电键都闭合是灯亮的 充分必要条件，逻辑关系可 示意为 ? ? ? A B ?Y “或”门 两个电键都闭合是灯亮的 充分非必要条件，逻辑关系 可示意为 “非”门 逻辑关系表示为A?－C， C表示结果成立，－C表示 结果不成立 高二物理逻辑电路与自 动控制修订版 IBMT standardization office【IBMT5AB-IBMT08-IBMT2C-ZZT18】 第四章第四节??逻辑电路与自动控制 【教学目的】 1、认识与、或、非门电路的逻辑符号，知道它们的逻辑真值关系； 2、能对与门、或门、非门电路进行简单的应用．由这三种基本门电路组成的复合门电路广泛应用于自动控制、数控车床、全自动洗衣机的程序控制等方面 【教学重点】 三种门电路的逻辑功能 【教学难点】 理解逻辑关系的涵义以及动手操作验证基本门电路的逻辑功能 【教学媒体】 【教学安排】 【新课导入】 新课引入:让学生列举我们家庭生活中有哪些数字设备? 提出问题:这些数字设备是如何工作的?它们是如何记录信号和传输信号的? 我们就像生活在数字化技术的“海洋”里，越来越多的数字电子设备正在走进我们的千家万户，那么什么是数字化技术？有什么优点？让我们一起走进数字信号技术的基础电路——门电路。 首先说明：在计算机中用二进制数“0”和“1”表示假和真可以使计算速度加 快。而在门电路中也用0和1表示条件不成立或成立。 【新课内容】 1.与门电路 实物投影课本实验一——如右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗？ (2)只有S2闭合，灯泡亮吗？ (3)什么时候灯泡才亮？ (4)假设开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯 泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，完成课本的真值表.如右 图所示。 输入输出 A （S1） B （S2） Z（Q） 00 教师:与门的输出输入看起来象数学的什么运算？ ——乘法 教师：对，与门的“与”在逻辑上就是共同的意思，即当全部条件共同具备时，才能产生一定的结果。 与门符号如右。 论书本利用二极管实现与门功能的电路图。体会二极管的单向导电性在这里所起的 作用。 2. 或门电路 实物投影课本实验二—右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗？ (2)只有S2闭合，灯泡亮吗？ (3)S1、S2同时闭合,灯泡亮吗? 0 1 1 1 1 输入 输出 A （S1） B （S2） Z （Q ） 电气控制技术练习题及答案 （继电接触控制逻辑基础） 一、名词解释：（每题5分） 1、低压电器：（B） 是指在交流额定电压1200V,直流额定电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器。 2、主令电器：（B） 自动控制系统中用于发送控制指令的电器。 3、熔断器：（B） 是一种简单的短路或严重过载保护电器，其主体是低熔点金属丝 或金属薄片制成的熔体。 4、时间继电器：（B） 一种触头延时接通或断开的控制电器。 5、电气原理图（B） 电气原理图是用来表示电路各电气元器件中导电部件的连接关系 和工作原理的电路图 6、联锁（C） 联锁”电路实质上是两个禁止电路的组合。K1动作就禁止了K2 的得电，K2动作就禁止了K1的得电。 7、自锁电路：（C） 自锁电路是利用输出信号本身联锁来保持输出的动作。 8零压保护（B） 为了防止电网失电后恢复供电时电动机自行起动的保护叫做零 压保护。 9、欠压保护（B） 在电源电压降到允许值以下时，为了防止控制电路和电动机工作不正常，需要采取措施切断电源，这就是欠压保护。 10、星形接法：（A） 三个绕组，每一端接三相电压的一相，另一端接在一起。 11、三角形接法：（C） 三个绕组首尾相连，在三个联接端分别接三相电压。 12、减压起动（A） 在电动机容量较大时，将电源电压降低接入电动机的定子绕组, 起动电动机的方法。 13、主电路：（A）主电路是从电源到电动机或线路末端的电路，是强 电流通过的电 路， 14、辅助电路；（B） 辅助电路是小电流通过电路 15、速度继电器：（C）以转速为输入量的非电信号检测电器，它能 在被测转速升或降至某一预定设定的值时输出开关信号。 16、继电器：（C）继电器是一种控制元件，利用各种物理量的变化， 将电量或非电量信号转化为电磁力（有触头式）或使输出状态发生阶跃变化（无触头式） 17、热继电器：（C） 是利用电流的热效应原理来工作的保护电器。 18、交流继电器：（C）吸引线圈电流为交流的继电器。 19、全压起动：（C） 在电动机容量较小时，将电动机的定子绕组直接接入电源，在额 定电压下起动。 20、电压：（A） 电路两端的电位差 21、触头 触头亦称触点，是电磁式电器的执行元件，起接通和分断电路的作用。 22、电磁结构电磁机构是电磁式电器的感测元件，它将电磁能转换为机械能，从而带动触头动作。 23、电弧电弧实际上是触头间气体在强电场作用下产生的放电现象 24、接触器接触器是一种适用于在低压配电系统中远距离控制、频繁操作 交、直流主电路及大容量控制电路的自动控制开关电器 25、温度继电器利用过热元件间接地反映出绕组温度而动作的保护电器称 课题： 2.8 逻辑电路和控制电路 姓名：学号：班级：高一（）班知识与技能目标： 了解“与”逻辑、“或”逻辑和“非”逻辑的意义，理解条件与结果的关系，以及这些逻辑关系的真值表 教学重点：知道“与”门、“或”门和“非”门三种基本逻辑电路。 教学难点：各种门电路的逻辑关系。 〖导学过程〗 〖导入新课〗 一、引入课题 情景1：（投影）数码相机、数码摄影机、条形码、遥控器和数字电视机图片。 这些电子产品都是伴随数字技术的发展而出现的，还有信息高速公路，电脑多媒体，移动电话系统等也都运用到数字技术，为什么称之为数字技术呢？让我们先来看一下这样两类电信号。 情景2：模拟信号和数字信号（用多媒体课件演示两种信号） 设问：这两种信号有什么不一样？ 如图1中的这种信号，它的电压随时间是连续变化的，比如音频电信号，我们把它叫做模拟信号。 如图2显示的电信号是跳跃式变化的，它们通常只有两种状态，即高电势（比如5v）和低电势（比如0v），高电势和低电势可以分别用数字“1”和“0”来表示，这样我们就可以用“1”和“0”组成的一串数字来表示这个电信号了，所以这类信号被称为数字信号。数字技术中处理数字信号的电路叫做数字电路。逻辑电路是数字电路的基本组成部分，今天我们就来学习逻辑电路中的基本门电路。 1．三种基本逻辑电路 输入结果 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （2）“或”门真值表 输入结果 A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 （3）“非”门真值表 输入结果 A Y 1 二、教学过程 1．“与”门 我们先来看一个简单的电路（图3），让学生判断两个开关的状态怎样决定了这个灯是亮还是灭（见表1）。 开关S1开关S2灯泡L 断断灭 断合灭 合断灭 合合亮 如果规定开关闭合为“1”，断开为“0”，灯泡L亮为“1”，灭为“0”，那么表中开 开关S1开关S2灯泡L 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 表2中开关S1和S2是控制条件，而灯泡L是控制的结果，我们把这种表示各种控制条件和对应控制结果的表格，叫做真值表。 第四章第四节逻辑电路与自动控制 【教学目的】 1、认识与、或、非门电路的逻辑符号，知道它们的逻辑真值关系； 2、能对与门、或门、非门电路进行简单的应用．由这三种基本门电路组成的复合门电路广泛应用于自动控制、数控车床、全自动洗衣机的程序控制等方面 【教学重点】 三种门电路的逻辑功能 【教学难点】 理解逻辑关系的涵义以及动手操作验证基本门电路的逻辑功能 【教学媒体】 【教学安排】 【新课导入】 新课引入:让学生列举我们家庭生活中有哪些数字设备? 提出问题:这些数字设备是如何工作的?它们是如何记录信号和传输信号的?我们就像生活在数字化技术的“海洋”里，越来越多的数字电子设备正在走进我们的千家万户，那么什么是数字化技术？有什么优点？让我们一起走进数字信号技术的基础电路——门电路。 首先说明：在计算机中用二进制数“0”和“1”表示假和真可以使计算速度加快。 而在门电路中也用0和1表示条件不成立或成立。 【新课内容】 1.与门电路 实物投影课本实验一——如右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗？ (2)只有S2闭合，灯泡亮吗？ (3)什么时候灯泡才亮？ (4)假设开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯 泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，完成课本的真值表.如右 图所示。 教师:与门的输出输入看起来象数学的什么运算？ ——乘法 教师：对，与门的“与”在逻辑上就是共同的意思，即当全部条件共同具备时，才能产生一定的结果。 与门符号如右。 论书本利用二极管实现与门功能的电路图。体会二极管的单向导电性在这里所起的作用。 2.或门电路 实物投影课本实验二—右图: 请同学们观察与思考下列问题: (1)只有S1闭合，灯泡亮吗？ (2)只有S2闭合，灯泡亮吗？ (3)S1、S2同时闭合,灯泡亮吗? 输入输出A（S1）B（S2）Z（Q） 0 0 0 1 1 0 1 1 输入输出 定时控制器逻辑电路 设计 一概述 为了能使仪器在特定的时间内工作,通常需要人在场干预才能完成。本课题设计的定时器,就是能使你不在时,仪器也能按时打开和关闭。例如你想用录音机、录像机录下某一时间断的节目,而这一段时间你又有其他事要做,不在家或机器旁边,你就可以实现预置一下定时器。在几点几分准时打开机器,到某时某刻关掉机器。数字钟是采用数字电路实现对时、分、秒数字显示的计时装置，以其显示的直观性、走时准确稳定而受到人们的欢迎，广泛用于个人家庭、车站、码头、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来了极大的方便，诸如定时自动报警、按时自动打铃、时间程序自动控制、定时广播、通断动力设备、以及各种定时电气的自动启用等，所有这些，都是以钟表数字化为基础的。 定时控制器由供电单元、数字钟单元、定时单元以及控制输出单元等几部分组成.如图1所示为定时控制器系统框图。 图1 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢1 二．设计任务和要求 设计一个带数组电子钟的定时控制器逻辑电路，具体任务要求如下： 1．可设定定时启动（开始）时间与定时结束（判定）时间 2.定时开始，指示灯亮；定时结束，指示灯灭 3.定时范围可以选择 4.具有电子钟功能,显示为四位数 三.电路设计 数字钟一般由振荡器、分频器、计数器、译码器、显示器等几部分组成。这些都是数字电路中应用最广的基本电路。石英晶体振荡器产生的时标信号送到分频器，分频电路将时标信号分成每秒一次的方波秒信号。秒信号送入计数器进行计时，并把累计的结果以“时”、“分”、“秒”的数字显示出来。“秒”的显示由两级计数器和译码器组成的六十进制计数电路实现；“分”的显示电路与“秒”相同，“时”的显示由两级计数器和译码器组成的二十四进制计数电路实现。所有计时结果结果由六位数码管显示。 3.1石英晶体振荡器 振荡器是电子钟的核心，用它产生标准频率信号，再由分频器分成秒时间冲。 振荡器振荡频率的精度与稳定度基本上决定了钟的准确度。 振荡器是由石英晶体，微调电容与集成反相器等元件构成。石英晶体振荡器电路给数字钟提供一个频率稳定准确的32768Ｈz的方波信号，可保证数字钟的走时准确及稳定。不管是指针式的电子钟还是数字显示的电子钟都使用了晶体振荡器电路。 图中1门、2门是反相器，1门用于振荡，2门用于缓冲整形，R1为反馈电阻，反馈电阻的作用是为反相器提供偏置，使其工作在放大状态。反馈电阻R1的值选取太大，会使放大器偏置不稳甚 仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除谢谢2 第六章 时序逻辑电路 【题 】 分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。 Y 图P6.3 【解】驱动方程: 11323131233 J =K =Q J =K =Q J =Q Q ;K =Q ?? ??? 输出方程:3Y Q = 将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到 状态方程为: n+11313131n 1 2121221n+1 3321 Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q Q +?=+=?=+=⊕??=?e 电路能自启动。状态转换图如图 【题 】 分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图。A 为输入逻辑变量。 图A6.3 Y 图P6.5 【解】 驱动方程: 12 21212() D AQ D AQ Q A Q Q ?=??==+?? 输出方程: 21Y AQ Q = 将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为: n+1 12 n+1 212() Q AQ Q A Q Q ?=??=+?? 电路的状态转换图如图 1 图A6.5 【题 】 分析图时序电路的逻辑功能，画出电路的状态转换图，检查电路能否自启动，说明电路能否自启动。说明电路实现的功能。A 为输入变量。 A Y 图P6.6 【解】驱动方程: 11221 1 J K J K A Q ==?? ==⊕? 输出方程: 1212Y AQ Q AQ Q =+ 将驱动方程带入JK 触发器的特性方程后得到状态方程为: n+111 n+1 2 12 Q Q Q A Q Q ?=??=⊕⊕?? 电路状态转换图如图。A ＝0时作二进制加法计数，A ＝1时作二进制减法计数。 01图A6.6 【题 】 分析图时序电路的逻辑功能，写出电路的驱动方程、状态方程和输出方程，画出电路的状态转换图，说明电路能否自启动。 7．2．2异步时序逻辑电路的分析方法 异步时序逻辑电路的分析方法和同步时序逻辑电路的基本相同，但在异步时序逻辑电路中，只有部分触发器由计数脉冲信号源CP触发，而其它触发器则由电路内部信号触发。 在分析异步时序逻辑电路时，应考虑各个触发器的时钟条件，即应写出时钟方程。这样，各个触发器只有在满足时钟条件后，其状态方程才能使用。这也是异步时序逻辑电路在分析方法上与同步时序逻辑电路的根本不同点，应引起足够的重视。 分析举例 例、试分析下图所示电路的逻辑功能，并画出状态转换图和时序图。 解：由上图可看出，FF1的时钟信号输入端未和输入时钟信号源CP相连，它是由FF0的Q0端输出的负跃变信号来触发的，所以是异步时序逻辑电路。 ①写方程式： 时钟方程：ＣＰ０＝ＣＰ２＝ＣＰ FF０和FF２由CP的下降沿触发。 ＣＰ１＝Ｑ０ FF１由Q０输出的下降沿触发。 输出方程： 驱动方程： 状态方程： ②列状态转换真值表： 状态方程只有在满足时钟条件后，将现态的各种取值代入计算才是有效 的。 设现态为＝000，代入输出方程和状态方程中进行计算，可以得出该逻辑电路的状态转换真值表： 现态次态 输 出 时钟脉冲 Y C P2 C P1 C P0 0000010 0010100 0100110 0111000 1000001 表中的第一行取值，在现态＝000时，先计算次态为＝01，由于CP１＝Q０，其由0跃到1为正跃变，故FF１保持0态不变，这时 ＝001。表中的第二行取值，在现态为＝001时，得＝00，这时CP１＝Ｑ０由1跃到0为负跃变，FF１由0态翻到1态，这时＝010。其余依此类推。 ③逻辑功能说明： 由上表可看出，该电路在输入第5个计数脉冲时，返回初始的000状态，同时输出端Y输出一个负跃变的进位信号，因此，该电路为异步五进制计数器。 ④状态转换图和时序图。第六章 异步 时序逻辑电路 教案
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