知识讲解 简单逻辑电路Word文档格式.docx

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　　数字信的

和

好比是事物的“是”与“非”，而处理数字信的电路称数字电路，因此，数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。

我们将数字电路中基本单元电路称为逻辑电路，而最基本的逻辑电路是门电路。

那么数字信的处理模式就是：

　　数字电路→逻辑电路→门电路

知识点二─、简单的逻辑电路

1、“与”门的逻辑关系，真值表和电路符

　　所谓门，就是一种开关，在一定条件下它允许信通过，如果条件不满足，信就被阻挡在“门”外。

（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。

　　如图所示，如果把开关

闭合作为条件

满足，把开关

满足，把电灯

亮作为结果

成立，则“与”逻辑关系可以示意为：

　　它们的逻辑关系如下表所示：

条件

结果

开关A

开关B

灯泡Y

断

不亮

通

亮

（2）“与”门的真值表

　　如把开关接通定义为

，断开定义为

，灯泡亮为

，不亮为

，那么上表的情况可用下表的数学语言来描述，这种表格称为真值表。

　　“与”门的真值表

输入

输出

A

B

Y

1

（3）“与”逻辑关系

　　有两个控制条件作用会产生一个结果，当两个条件都满足时，结果才会成立，这种关系称为“与”逻辑关系。

　　符：

（4）“与”门的逻辑关系式：

（5）波形图：

（6）实验电路：

2．“或”门的逻辑关系、真值表和符

（1）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。

闭合当作条件

亮当作结果

成立，则“或”逻辑关系可以示意为：

　　它们的逻辑关系如下表：

条件

结果

（2）“或”门的真值表

　　把开关接通定义为

，断开为

，将上表制成下表，就可反映“或”门输入输出关系的真值表，见下表：

　　“或”门的真值表：

　　（3）“或”逻辑关系

　　在几个控制条件中，只要有一个条件得到满足，结果就会发生，这种关系称为“或”逻辑关系。

（4）“或”门的逻辑关系式：

3．“非”门的逻辑关系、真值表和符

（1）对“非”门的理解

　　设正常逻辑关系为：

当条件

满足时，结果

发生；

不满足时，结果

不发生。

与正常逻辑关系相反，如果条件

不发生；

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。

成立，把电灯

灭当结果

成立，则正常逻辑关系为：

而“非”逻辑关系表现为

（2）非门电路的真值表

　　仍然把开关接通定义为

，灯亮为

　　可画出“非”门的真值表，见下表：

　　非门电路的真值表

　（3）“非”逻辑关系

　　输出状态和输入状态成相反的逻辑关系称为“非”逻辑关系。

（4）非”门的逻辑关系式：

4．复合逻辑门电路

　　与门、或门和非门是基本门电路。

我们常把他们组合起来，成为与非门电路、或非门电路等，称为复合门电路。

（1）与非门电路

　　一个与门和一个非门连接起来，便组成一个与非门电路，其逻辑结构图和逻辑符如图所示：

　　其真值表为：

（2）或非门电路

　　一个或门或一个非门连接起来，便组成一个或非门电路。

其逻辑结构图和逻辑符如图所示：

O

5.集成门电路

6.斯密特触发器

　　如图所示，这种“非”门由于性能特别，称为斯密特触发器．当加在它的输入端

的电压逐渐上升到某个值（

）时，输出端

会突然从高电平跳到低电平（

），而当输入端

的电压下降到另一个值（

）的时候，

会从低电平跳到高电平（

）。

斯密特触发器可以将连续变化的模拟信转换为突变的数字信，而这正是进行光控所需要的。

要点诠释：

（1）斯密特触发器是一种“非”门，当输入端电压上升（下降）到某值时，输出端电压会从高电平跳到低电平（低电平跳到高电平）。

（2）斯密特触发器一般应用于光控开关或温度报警器，电路中有一光敏电阻或热敏电阻用于改变输入端电压。

要点三、晶体二极管和集成电路

1、晶体二极管

　　晶体二极管是用半导体材料制成的，它有两个极：

一个叫正极，一个叫负极。

它的符如图：

　　晶体二极管具有单向导电性（符上的箭头表示允许电流通过的方向）。

当给二级管加正向电压时，它的电阻很小，电路导通（如图甲所示）；

当给二极管加反向电压时，它的电阻很大，电路截止（如图乙所示）。

2、集成电路

　　以半导体材料为基片，将组成电路的各种元件（如电阻、电容、二极管等）和连线集成在同一基片上，成为具有一定功能的微电路系统，这就是集成电路。

　　集成电路具有分立元件不可比拟的优点，主要优点有：

体积小、可靠性高、运算速度快、成本低廉等。

【典型例题】

类型一、对逻辑关系的理解

例1．从北京到上海，就现在的地面交通来说，一般通过哪些途径来实现？

请你分析一下其中的事件与条件，它们体现了哪一种逻辑关系？

【答案】乘火车或乘汽车“或”逻辑关系

【解析】事件是由地面交通从北京到上海，条件有两个：

一个是乘火车，另一个是乘汽车，由于两者只要有一个条件具备就能从北京到达上海，即两个条件（乘火车和乘汽车）只要有一个满足，事件（从北京到上海）就能够发生，所以是一种“或”逻辑关系．

【总结升华】正确理解三种常见的逻辑关系：

“与”逻辑关系为只有两个条件都满足时，事件才能发生；

“或”逻辑关系为只要两个条件中的一个条件满足时，事件就会发生；

而输出状态和输入状态相反的逻辑关系则为非逻辑关系．

类型二、对真值表的理解

例2．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．试列出真值表．

【答案】见解析

【解析】设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量

，裁判结果为

，并且对于

，设：

判上举合格为逻辑“

”，不合格为逻辑“

”．对于

设：

上举合格为逻辑“

”．

根据题意及上述假设列出真值表如下表所示．

C

D

【总结升华】

（1）理解题目“

”和“

”分别代表的意义，搞清

的逻辑关系，才能正确画出真值表．

（2）逻辑门电路在生产、生活和科技实践中有着广泛的应用，解题时要养成根据电路特点确立门电路类别，然后根据门电路特点填写真值表．

Z

（b）

类型三、门电路的逻辑关系

　　例3．如图所示，（a）为基本门电路中门的电路符，（b）为门的输入输出真值表。

【答案】与；

非

【解析】根据电流的结构可知，（a）图为“与”门的电路符；

（b）真值表中只有一个输入端与一个输出端，而且输出端的值始终与输入端的值相反，所以该电路为“非”门电路。

【总结升华】根据基本逻辑门电路的输入输出关系能得到真值表，有真值表的逻辑关系能推出对应的逻辑门，注意学会分析真值表．

举一反三

　　【变式1】右表是某逻辑电路的真值表，该电路是

【答案】D

【高清课堂：

简单逻辑电路例1】

【变式2】下图是一个或非门电路，如果两个输入端中有一个输入的是高电平，另一个输入的是低电平，那么它的输出端输出的是高电平还是低电平？

【答案】低电平

类型四、门电路的设计、分析与应用

例4．火警自动报警器用“非门”、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等如图甲所示连接，调节电位器使蜂鸣器正好不报警，然后用火焰靠近热敏电阻，蜂鸣器就会发出报警信．在不报警时，

为低电位记“

”，报警时，

为高电位记“

”．试问：

（1）报警时，

点电位为高电位“

”还是低电位“

”？

（2）当用火焰靠近热敏电阻时，热敏电阻的阻值是增大还是减小？

【答案】

（1）低电位“

”

（2）热敏电阻的阻值减小

【解析】

（1）报警时，

点为高电位“

”，由于此电路运用了“非”门电路，输出端

为高电位时，输入端

点一定是低电位“

（2）图乙为等效电路图．

当火焰靠近热敏电阻时，蜂鸣器报警，说明此时

点为高电位，

点为低电位，也就是说热敏电阻两端的电压减小，由电路图乙可知，热敏电阻的阻值减小．

【总结升华】本题是“非”门电路在实际问题中的应用．画出等效电路，根据“非”门的逻辑关系分析电路是解决本题的关键．

类型五、逻辑电路的典型应用

　　例5．（2016闸北区一模）如图，是为汽车发动机的冷却风扇设计的一个控制电路，当温度升高，热敏电阻的阻值变小。

设计要求是：

点火开关闭合且温度过高时，继电器通电，右侧磁性开关合上，冷却风扇M工作。

则（）

A．虚线框内接入的门电路是“或”门，要使冷却风扇容易启动，则应增大可变电阻R1

B．虚线框内接入的门电路是“或”门，要使冷却风扇容易启动，则应减小可变电阻R1