第4章 第4节 逻辑电路与自动控制-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(鲁科版)

第4节　逻辑电路与自动控制 [学习目标]　1.初步了解简单的逻辑电路及表示符号。(物理观念)2.通过实验理解“与”“或”和“非”门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。(科学思维)3.初步了解集成电路的作用及其发展情况。(科学态度与责任) 一、简单逻辑电路 1．“与”门 (1)“与”逻辑：如果要求输出Z为1，只有输入A和B都为1才能实现，否则输出为0。 (2)“与”门的符号：。 (3)“与”门的真值表： 输入 输出 A B Z 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 2.“或”门 (1)“或”逻辑：如果要求输出Z为1，只要输入A或B有一个是1就能实现。 (2)“或”门的符号：。 (3)“或”门的真值表： 输入 输出 A B Z 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 3.“非”门 (1)“非”逻辑：输出Z是输入A的否定。 (2)“非”门的符号：。 (3)“非”门的真值表： 输入 输出 A Z 0 1 1 0 二、逻辑电路的应用及集成电路 1．逻辑电路是自动控制电路的核心，在生产、生活中有着十分广泛的运用。 2．实例：恒温热水器、火警自动报警器等。 3．半导体集成电路 电子产品已经广泛深入到人们生活的方方面面，这与半导体集成电路的发展密不可分。如今，集成电路技术的发展，已经成为一个国家电子技术发展的重要标志。 4．集成电路的特点 (1)可靠性高，寿命长。 (2)专用性强，使用方便。 (3)体积小，功能多。 (4)应用领域广，发展前景大。 1．思考判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系。 (√) (2)一个门上有三把钥匙，每把钥匙都能单独开门，它体现了“或”逻辑关系。 (√) (3)逻辑电路中的两个状态，“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字。 (√) (4)逻辑电路中的两个状态，“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连。 (×) [提示]　逻辑电路中“1”和“0”是表示逻辑信号的两种状态。 (5)集成电路的特点体积小，功能多，但专用性不强。 (×) [提示]　集成电路的特点之一是专用性强。 2．隧道里有一个警报器，在隧道的两端各有一个开关，在出现险情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．上述选项都可以 B　[要求无论接通哪一个开关都能使警报器报警，这体现了“或”逻辑关系，故选项B正确。] 3．某同学在设计逻辑电路时，要求从输出端输出的信号为“1”时，输入端至少有一个信号为“1”。则下列满足要求的是(　　) A．“与”门电路 B．“或”门电路 C．“非”门电路 D．都不可能 B　[要求输出为“1”时，输入信号中至少有一个为“1”，则就要求是“1＋1＝1”或是“1＋0＝1”，所以满足要求的是“或”门电路。故B正确。] 三种“门”电路的理解 1.三种门电路的类比理解 门电路种类 电路图 逻辑关系 “与”门 两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系可示意为＝C “或”门 两个开关都闭合是灯亮的充分但不必要条件，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 2.逻辑1和0的确定 1和0分别代表两种相反状态的代码，例如开关断开代表0状态，接通代表1状态。对逻辑电路的输入、输出来说，一般是高电平为1，低电平为0。对具体的数字电路来说，电压高于某一值时为1，低于某一值时为0。 【例1】　如图是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为________门电路，在真值表中X处的逻辑值为________。 输入 输出 A B Z 0 0 0 0 1 1 1 0 X 1 1 1 [解析]　逻辑电路分为“或”门电路、“与”门电路和“非”门电路，本题为“或”门电路。 由题图及表中输入和输出的关系，得出X值应为1。 [答案]　“或”　1 逻辑电路分析的三点注意 (1)熟记“与”“或”“非”三种门电路的逻辑关系。 (2)准确分析条件与结果之间的逻辑关系。 (3)根据门电路的特点正确填写真值表。 1．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，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 V B．“1”表示电压为大于或等于1 V，“0”表示电压一定为0 V C.“1”和“0”是逻辑关系的两种