高一物理简单的逻辑电路1

简单的逻辑电路知识集结知识元简单的逻辑电路知识讲解一､数字电路中最基本的逻辑电路--门电路1．数字信号变化的两个状态：“有”或“没有”．2．数字电路（1）概念：处理数字信号的电路．（2）功能：研究电路的逻辑功能．二､“与”门1．逻辑关系：一个事件的几个条件同时满足时事件才能发生．2．符号其中“&”具有与的意思，象征A､B两个输入端都是1时，输出才是1．3．真值表，“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示．输入输出A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1三､“或”门1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要一个条件满足事件就能发生．2．符号：，“≥1”象征1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1．3．真值表输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 1四､“非”门1．逻辑关系：输出状态与输入状态相反．2．符号：其中矩形右侧小圆圈表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为1时，输出端为0．3．真值表输入输出A Y0 11 0五､集成电路1．构成：将组成电路的元件（如电阻､电容､晶体管等）和连线集成在一块硅片上．2．优点：体积小､方便､可靠，适用于系列化､标准化生产．二、对三种基本逻辑电路的理解门电路是用来实现基本逻辑功能的电子电路，可以由二极管､三极管的元件构成，也可制成集成电路，基本的门电路有三种类型，“与”门电路，“或”门电路和“非”门电路，较复杂的门电路由上述三种基本门电路混和而成．1．对“与”门的理解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”门电路，简称“与”门．如上图所示，如果把开关A闭合作为条件A满足，把开关B闭合作为条件B满足，把电灯L亮作为结果Y成立，则“与”逻辑关系可以示意为：2．对“或”门的理解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”门电路，简称“或”门．如上图所示，如果把开关A闭合当作条件A满足．把开关B闭合当作条件B满足，把电灯L亮当作结果Y成立，则“或”逻辑关系可以示意为：3．对“非”门的理解设正常逻辑关系为：当条件A满足时，结果Y发生；当条件A不满足时，结果Y不发生．与正常逻辑关系相反，如果条件A满足时，结果Y不发生；条件A不满足时，结果Y却发生，这种关系叫“非”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路叫“非”门电路，简称“非”门．如上图所示，如果把开关A闭合当作条件A满足，把电灯L亮当作结果Y成立，把电灯L灭当作结果-Y成立，则“非”逻辑关系表现为A⇒-Y．例题精讲简单的逻辑电路例1.如图的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”，B端也输入电信号“1”时，则C和D端输出的电信号分别为（）A．1和1 B．0和1 C．1和0 D．0和0例2.现代社会是数字化社会，需要把模拟信号转换为数字信号。

高中物理：简单的逻辑电路详解以数字信号为特征的现代信息技术迅猛发展，数字信号在变化中只有两个对立状态，“有”或“没有”；而模拟信号是连续的。

在高中物理中，我们简单的来了解一下基本的处理数字信号的逻辑电路——门电路。

处理数字信号的电路叫做数字电路，具有逻辑功能的数字电路叫做逻辑电路。

门电路“门”就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过；如果条件不允许，信号就被阻挡在“门”外的一种逻辑关系。

门电路的种类“与”门；“或”门；“非”门。

“与”门如果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。

“与”门的符号和真值表如图所示，两个开关A,B串联起来控制同一个灯泡L，为了使灯泡亮，那么A,B开关必须同时处于闭合状态；当A,B开关一个或两个都断开时，灯泡L是灭的。

具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。

“或”门如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某件事就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系。

具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门。

“或”门的符号和真值表z的值依次为1 1 0 1。

如图所示，两个开关A,B并联在电路中，只要A,B任意开关处于闭合状态，那么灯泡L就会亮；当A,B同时处于断开状态时，L是灭的。

“非”门我们假设开关闭合为1，断开为0，灯泡L亮为1，熄灭为0。

开关通断是控制条件，即输入，灯泡亮熄是控制的结果，即输出。

“非”门的符号和真值表当开关闭合即输入为1时，灯泡熄灭，输出为0；当开关断开即输入为0时，灯泡亮，输出为1。

像这种输入状态与输出状态相反的逻辑关系，叫做“非”门电路。

习题演练1. 一逻辑电路图如下图所示，其真值表见下表，此逻辑电路为门电路，在真值表中X处的逻辑值为。

2. 如图为某一控制小灯泡亮和熄灭的简单逻辑电路图，L为小灯泡，R为电阻箱，R'为光敏电阻，有光照射是R'的电阻将显著变小，下列说法正确的是（）A 逻辑电路是“或”门电路。

简单的逻辑电路学习目标1.知道逻辑电路是按一定规律控制和传送信号的电路,知道逻辑电路又叫开关电路或门电路.2.能分析简单的逻辑电路,了解简单逻辑电路中各种门的逻辑关系.3.了解和认识集成电路.课前了解1.十字路口的红绿灯是我们非常熟悉的,你知道红绿灯交替亮灭的原理是什么吗?答案：红绿灯电路就是将简单的门电路组合起来的逻辑电路,应用的就是门电路原理.2.有一种声控感应灯出现在我们的日常生活中,像住宅楼中楼梯间的灯,在有光或者没有声音时,灯都不会亮,而在无光有声音时,灯就会自动点亮.你能自己探索一下逻辑关系吗?答案：“与非〞门原理.例题解析例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.思路解析设甲、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:上举合格为逻辑“1〞,不合格为逻辑“0〞.对于Y,设:上举合格为逻辑“1〞,不合格为逻辑“0〞.根据题意及上述假设列出真值表如下表所示.答案：如下表知识探究在我们生活的居民楼里都安装了一种控制灯泡，晚上走在黑暗的楼梯上，只要轻轻拍拍手，灯泡就立刻亮起来，在白天，无论用多大的力量拍手，灯泡也不会亮.这是什么原因呢？目前，电子计算机以及与电子计算机密切相关的自动控制技术已经深入到了人类生活、生产的方方面面.在工厂中一些危险、繁重的环节，电子计算机控制的机器人已经取代人从事生产；在商场，电子计算机在商品的进货、管理、销售等方面发挥着越来越重要的作用；在家里，数字化的家用电器使人们的生活更加便捷，更加丰富多彩，是一些什么样的电路使电子计算机如此“神通广大〞呢?知识拓展1.给你干电池两节，小灯泡一只，开关三个，变阻器一只，导线假设干，试分别设计一个具有“与〞逻辑和“或〞逻辑功能的电路.答案：图甲为具有“与〞逻辑功能的电路；图乙为具有“或〞逻辑功能的电路.图甲图乙2.某同学设计了一个楼道应急灯的控制电路，如图2104所示，当电网停电时，应急灯自动打开，来电时，应急灯自动熄灭.图中R1、R2为分压电阻，以使门电路获得合适的电压，J为应急灯开关控制继电器(图中未画应急灯电路)，请在虚线框内填入需要的门电路符号.图2-10-4答案:用“非〞门，符号为视野拓展电子计算机伴随着电子计算机的不断更新换代,现代人头脑中的词汇也在不断地更新,如软件、磁盘、WINDOWS、菜单、C语言、鼠标、WPS以及“苹果〞、“奔腾〞等.有人曾说“现代人〞必须具备的最基本的三大能力是:英语、计算机和驾驶.可见,电子计算机已经成为科技和经济发展的一种象征.那么,最早的电子计算机是怎么制造出来的呢?第二次世界大战促进了电子计算机的发明.在第二次世界大战中,美国宾夕法尼亚大学的莫尔电工学院同阿伯丁弹道研究实验室共同负责给陆军提供弹道表.这项任务困难而紧迫.每一张表都要计算几百条弹道,一个熟练的计算员用台式机械计算机计算一条飞行时间是60 s的弹道,要花20个小时.从战争一开始,阿伯丁实验室就聘请了200多名计算员从事这项工作,就是这样,有些弹道表也要计算两三个月.面对这种情况,莫尔电工学院的莫希莱在1942年8月写了一份《高速电子管计算装置使用》的备忘录.它实际上是第一台电子计算机的初步方案.这个方案在同事中传阅,得到了负责阿伯丁实验室与莫尔电工学院联系的军方代表格尔斯坦中尉的支持,他马上向他的上司作了汇报.军械部要求莫尔电工学院草拟一个制造电子计算机的计划报告,结果这份报告只过了一周就得到批准.1943年6月5日,莫尔电工学院和军械部签订了合同.这台电子计算机取名为“电子数字积分计算机〞,英文的缩写为ENIAC.它的预算经费是15万美元.承担研制ENIAC的莫尔小组是一个朝气蓬勃的青年集体.24岁的研究生埃克特担任总工程师,负责解决一系列困难和复杂的技术问题.莫希莱是个30多岁的物理学家,他提供了电子计算机的总体设想.格尔斯坦原来是学数学的,他成了一个精明强干的组织者.1945年底这台计算机制成了,1947年送到阿伯丁.这样,在军方的支持下,第一台ENIAC出世了.电子计算机主要由控制、运算、存贮、输入、输出五部分组成.控制部分是按计算程序工作的.所谓计算程序,就是人们事先编好的进行计算的步骤,它由一系列指令组成,每条指令规定用哪些数据做什么样的运算.在ENIAC运算过程中,计算程序是从外面输入的,叫做程序外插型,改换算题就要改变与计算机的外插程序相连的接线板,十分麻烦.运算部分主要进行加减法运算,复杂的运算被分解成一系列的加减法来进行.ENIAC采用十进位制,每秒钟运算5 000次,比已有的计算机要快1 000多倍,这是计算速度的飞跃.存储器主要存储计算过程需要的数据和指令.ENIAC内部没有程序存储器，只有用电子管做的寄存器，它可以寄存运算过程中十位数以下的数字，存贮量是十分有限的.输入部分可以通过卡片或纸带上穿孔的组合,把指令和数据输入到计算机里去,通过光电装置或其他方法,把数据和指令转换成计算机能够接受的电信号.输出部分是用来把计算结果转换成人们所能识别的数字、字母或者图像的装置.ENIAC共用了18 000个电子管,700 000只电阻,10 000只电容,重30 t,功率140 kW,占地170 m2,差不多有10间房子大小.它的实际造价大约48万美元.后来又出现了第二代、第三代、第四代、第五代电子计算机,功能逐步增强.它们不再是单纯的运算工具了,可以有设计程序、编辑文件、过程控制以及高科技设计、卫星发射、电脑娱乐、信息处理等各种功能,而且电脑联网和电脑传真可以使人们与世界上任何一个地方的人进行联系,既方便又快捷,宛如共同生活在一个村落——地球村中.人工智能的发展,为计算机的应用开创了更为广阔的天地.。