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第六节 走进门电路
第七节 了解集成电路第二章 电路[学习目标]
1.初步了解简单的逻辑电路及表示符号.
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.
3.初步了解集成电路的作用及发展情况.知识探究
新知探究 点点落实题型探究
重点难点 各个击破达标检测
当堂检测 巩固反馈知识探究[导学探究] 如图1所示，两个开关S1、S2串联起来控制同一灯泡Q，显然，只有S1与S2同时闭合时，灯泡Q才会亮.在这个事件中，“S1闭合”、“S2闭合”是条件，“灯泡Q亮”是结果.那么：一、与门电路答案答案 两个条件都满足图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Q是亮还是熄).答案熄熄熄亮(3)如果把开关的“通”记为1，“断”记为0，把灯“亮”记为“1”，“熄”记为0，把上面表格用1、0表示.答案[知识梳理]
1.与逻辑关系：如果一个事件的几个条件 后，该事件才能发生，我们把这种关系叫做与逻辑关系.
2.与门：具有 关系的电路称为与门电路，简称 .
3.符号：___________，其中“&”具有“ ”的意思，象征着：只有S1与
S2两个输入端都是1时，输出端才是1.与逻辑与门与都满足[导学探究] 如图2所示，两个开关S1、S2并联，控制同一灯泡Q，在这个电路中，“S1闭合”或“S2闭合”时，灯泡Q亮.二、或门电路图2答案 至少满足两个条件中的一个(1)条件S1、条件S2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Q是亮还是熄).答案熄亮亮亮(3)如果把开关的“通”记为1、“断”记为0，把灯“亮”记为“1”、“熄”记为0，把上面表格用1、0表示.答案[知识梳理]
1.或逻辑关系：如果几个条件中，只要有 条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做或逻辑关系.
2.或门：具有 关系的电路叫做或门.
3.符号：___________，“≥1”象征着：当1个或多于1个输入端为1时，
输出端就是 .或逻辑一个1[导学探究] 如图3所示，当开关S接通时，灯泡Q被短路而不亮；当开关S断开时，灯泡Q是通路而被点亮.三、非门电路图3(1)条件S和事件Q之间的关系如何？答案 条件S满足，事件Q不发生，二者总是相反关系(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Q是亮还是熄).亮熄(3)如果把开关的“通”记为1、“断”记为0，把灯“亮”记为“1”、“熄”记为0，把上面表格用1、0表示.[知识梳理]
1.非逻辑关系：输出状态和输入状态 的逻辑关系叫做非逻辑关系.
2.非门：具有 关系的电路叫做非门.
3.符号为___________，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”
象征着：输入端为1时，输出端是 .非逻辑相反0[即学即用]
1.判断下列说法的正误.
(1)“与”门电路中，A、B两个输入端中只要有其中一个为“1”，输出端就为“1”.( )
(2)“与”门电路中，A、B两个输入端都为“1”时，输出端才是“1”.( )
(3)“或”门电路中，A、B两个输入端有一个是“0”时，输出端就是“0”.( )
(4)“或”门电路中，A、B两个输入端有一个是“1”时，输出端就是“1”.( )×√×答案√2.下面为一逻辑门电路的真值表，该类型的逻辑门电路为_____门电路.“非”答案题型探究一、三种门电路的理解例1 联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，当每个理事国都通过时，提案才可通过.假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成票或弃权时输入“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.或门 C.非门 D.与非门答案解析√解析 根据联合国常任理事会表决情况可知，即每个理事会都通过才为通过，只要有一个出反对票，则提案不通过，所有常任理事国都同意才通过.故能正确表示该表决器的逻辑门应该是与门.例2 在车门报警电路中，两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上，只要有开关处于断开状态，报警灯就发光.能实现此功能的电路是答案解析√解析 能实现此功能的电路是或门电路，选项D正确.针对训练1 如图4所示为三个基本逻辑电路的符号，S1输入端全为“1”，S2输入端全为“0”.以下判断正确的是
A.甲为非逻辑电路符号，输出为“1”
B.乙为或逻辑电路符号，输出为“1”
C.乙为与逻辑电路符号，输出为“0”
D.丙为与逻辑电路符号，输出为“1”答案解析√解析 根据门电路的符号特点可知，甲为非逻辑电路符号，S1输入端为“1”时，输出为“0”，A错；
乙为或逻辑电路符号，S1输入端为“1”，S2输入端为“0”时，输出为“1”，B对，C错；
丙为与逻辑电路符号，S1输入端为“1”，S2输入端为“0”时，输出为“0”，D错.图4二、复合门电路1.与非门
一个与门电路和一个非门电路组合在一起，组成一个复合门电路，称为与非门，如图5所示.图5其真值表为2.或非门
一个或门电路和一个非门电路组合在一起，组成一个或非门，如图6所示.图6其真值表为例3 在如图7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.1和1 D.0和0答案图7√解析 B端电信号经过一个非门，变为“1”，从D端输出，故D端输出为“1”；B端的输出信号又作为输入信号与A端输入信号一起经过上面的与门，两者都是“1”，故C端输出为“1”.故选C.解析针对训练2 在如图8所示的复合电路中，S1、S2、S3为门电路的输入端，现欲使Q输出“0”，如果S3输入端为“0”，则S1、S2两端分别输入
A.0 0 B.0 1
C.1 0 D.1 1答案图8√解析 当S3端输入“0”，非门输出“1”，输出端Q输出“0”时，可知或门的输出端必须为“0”，则S1、S2端的输入分别为“0”，“0”，A正确.解析达标检测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.不存在逻辑关系答案1234解析√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，A正确.2.在集成电路中，经常用若干基本门电路组成复合门电路，如图9所示，为两个基本门电路组合的逻辑电路，根据真值表，判断虚线框内门电路类型及真值表内x的值答案1234图9A.与门，1 B.与门，0
C.或门，1 D.或门，0√3.如图10所示是一个三输入端复合门电路，当S3端输入1，输出端Q输出0时，S1、S2端的输入分别是
A.0、0 B.0、1
C.1、0 D.1、1图101234答案√解析解析 当S3端输入1，输出端Q输出0时，可知或门的输出端为0，则S1、S2端的输入分别为0、0.故A正确，B、C、D错误.4.由门电路构成的一简单控制电路如图11所示，其中R′为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡.其工作情况是：当光敏电阻受到光照时小灯泡L不亮；不受光照时，小灯泡L亮.该逻辑电路是____门电路，该控制电路可以用在__________控制系统中(举一个例子).答案解析图111234非城市路灯1234解析 光照时光敏电阻阻值减小，门电路的输入端电势升高，灯不亮，说明门电路输出端电势降低，输出状态与输入状态相反，故为非门电路.
第六节 走进门电路?第七节 了解集成电路
问题探究
十字路口的红绿灯是我们很熟悉的.你知道红绿灯交替亮灭的原理吗？?????
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.
自学导引
1.与门电路是实现____________的电子线路,它的逻辑功能是________________________时,输出才为“1状态”.?
答案:与逻辑 所有的输入均为“1”?
2.或门电路是实现___________的电子线路,它的逻辑功能是______________时,输出就为“1状态”.?
答案:或逻辑 只要输入≥“1”?
3.非门电路是实现____________的电子线路,它的逻辑功能是________________________恰好相反.?
答案:非逻辑 输入与输出的状态?
4.集成电路将元件集中制作在_____________,减少了元件间的_____________,使_____________得到很大提高.?
答案:芯片上 连接导线 可靠性?
5.门电路是________________________________,可以由二极管、________________________________构成，也可以制成集成电路.基本的门电路有三种类型：________________________________,较复杂的门电路由_______________________________组成.
答案:是用来实现基本逻辑功能的电子电路,三极管等分立元件,与门电路、或门电路和非门电路,上述三种基本电路混合.?
疑难剖析
与门电路逻辑功能的理解?
【例1】如图2-7-1所示,要将灯泡L点亮,应将 …?( )??
图2-7-1
A.开关S1接通,S2断开?
B.开关S2接通,S1断开?
C.开关S1和S2同时接通?
D.开关S1和S2都断开?
解析:?由电路的连接方式可知,只有两个开关同时接通,灯泡才能发光,选项C正确.?
答案:C??
温馨提示:这是典型的与门电路,只有两个开关都处于“1”的状态,输出才能达到状态“1”.??
或门电路逻辑功能的理解?
【例2】 如图272所示,要将?灯泡L点亮,应将…（ ）?
图2-7-2
A.开关S1闭合,S2断开?
B.开关S2闭合,S1断开?
C.开关S1和S2都闭合?
D.开关S1和S2都断开??
解析:?由电路的连接关系可知,两个开关中任何一个只要接通,灯泡就可以发光,可见,选项ABC都正确.???
答案:ABC??
温馨提示:这是典型的或门电路,只要有一个开关的状态处于“1”的状态,输出就能达到状态“1”,这是或门电路的逻辑功能.?
非门电路逻辑功能的理解?
【例3】如图273所示,开关S断开和闭合时灯泡的亮度为（ ）??
图2-7-3
A.开关闭合时灯泡发光?
B.开关断开时灯泡发光?
C.开关闭合与断开灯泡都发光?
D.开关闭合与断开灯泡都不发光?
解析:由电路的连接关系可知,开关断开时,灯泡发光,选?项B正确.开关闭合时,灯泡被短路,灯泡不发光.正确选项为B.?
答案:B??
温馨提示:这是典型的非门电路,灯泡的亮、暗与开关的合上、断开正好相反,即输入为“1”时,输出为“0”,输入为“0”时,输出为“1”.??
逻辑电路?
电路的输入、输出状态呈现一定的逻辑关系的电路称为逻辑电路，如三种基本的门电路呈现三种基本的逻辑关系，所以三种门电路是最基本的逻辑电路，其他呈现出较复杂的逻辑关系的逻辑电路都是由这三种门电路组成的.逻辑电路输入、输出的都是数字信号，这些信号只有两种状态：逻辑“1”和“0”.?
确定逻辑“1”和“0”：?
“1”和“0”是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，一般是高电压为“1”，低电压为“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”.?
两种简单的复合门电路的真值表：?
（1）与非门：由一个与门和一个非门组成.它具有的逻辑关系用真值表表示为?
（2）或非门：由一个或门和一个非门组成.?
【例4】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.试列出其真值表.?
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：判上举合格为逻辑“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可列出真值表.?
答案：真值表如下表所示.
输入
结果
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
【例5】 在铁路与公路的交叉路口，安装有自动控制的信号灯.当火车来的时候信号灯亮，火车过去时信号灯灭.图274是这种信号灯的控制电路图.?S1、S2为两个光控开关，光照?到时接通，没照到时断开.只有两个开关都接通时，信号灯才是灭的.请在方框内画出符合要求的门电路符号.?
图2-7-4
解析：开关闭合时输入为高电势，灯亮时输出为高电势.所以开关闭合为“1”，断开为“0”，灯亮为“1”，灯灭为“0”，则此时门电路的真值表应为：
输入
结果
A
B
Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
答案：这是与非门真值表，所以框内应为：
温馨提示：要判断是何种电路，应先根据条件写出真值表，再根据真值表判断是何种门电路.所以五种门电路的真值表要记清.
拓展迁移
火警报警装置的逻辑电路
图2-7-5是一个火警报警装置的逻辑电路图.Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻.?
火警报警装置
图2-7-5
（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起.在图中虚线处应接入怎样的元件？?
（2）为什么温度高时电铃会被接通？?
（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？
答案：（1）温度较低时Rt的阻值很大，R比Rt小得多，因此P、X之间电压较大.要求此时电铃不发声，表明输出给电铃的电压应该较小，输入与输出相反，可见虚线处元件应是“非”门.?
（2）当高温时Rt阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非”门输出是高电压，电铃响起.?
（3）由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，Rt两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能发声.因此R较大，反应较灵敏.?
