第六节 走进门电路
第七节 了解集成电路
[学习目标] 1.[物理观念]初步了解简单的逻辑电路及表示符号． 2.[科学思维]通过实验理解与、或和非门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．(重点、难点) 3.[科学态度与责任]初步了解集成电路的作用及发展情况． 4.[科学态度与责任]通过简单的逻辑电路的设计，体现现实意义．
一、门电路
1．门电路：用来实现基本逻辑功能的电子电路．基本的门电路有三种类型：与门电路、或门电路和非门电路．
2．基本门电路
(1)与门电路
①与门电路是实现与逻辑的电子电路，意思是一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生．
②逻辑符号是．
③真值表
输入
输出
S1
S2
Q
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
(2)或门电路
①或门电路是实现或逻辑的电子电路，意思是一个事件的几个条件中，只要有一个条件得到满足，事件就会发生．
②逻辑符号是．
③真值表
输入
输出
S1
S2
Q
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
(3)非门电路
①非门电路是实现非逻辑的电子电路，意思是输出状态与输入状态相反．
②逻辑符号是．
③真值表
输入
输出
S
Q
0
1
1
0
二、集成电路
1．集成电路(IC)是指把晶体管、电阻、电容等元件，按电路结构的要求，制作在一块硅或陶瓷基片上，再加以封装而成的、具有一定功能的整体电路．
2．集成电路的分类
(1)按功能分可分为三类：数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路．
(2)按集成度可分为六类：小规模集成电路SSI；中规模集成电路MSI；大规模集成电路LSI；超大规模集成电路VLSI；特大规模集成电路ULSI；巨大规模集成电路GSI.
1．正误判断
(1)“与”门和“或”门电路只能有两个输入端．
(×)
(2)真值表中的“1”和“0”与算术中的“1”和“0”有本质区别．
(√)
(3)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“或”逻辑关系．
(×)
(4)具有“或”逻辑关系的电路叫作“或”门．
(√)
2．在基本的逻辑门电路中，当输入信号中有一个为“0”时，输出信号为“0”的逻辑门电路是( )
A．与门电路
B．或门电路
C．非门电路
D．以上都不对
A [输入信号有一个为“0”时，与门电路的输出信号为“0”；或门电路输出什么信号要看另一个输入信号为什么，若另一个输入信号为“1”，那么或门电路输出信号为“1”；非门电路输入“0”时，输出“1”．]
3．下面为一逻辑门电路的真值表，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路( )
输入
M
0
1
输出
N
1
0
A.与门 B．非门 C．或门 D．与非门
B [由该逻辑门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.]
三种门电路的理解
门电路种类
类比电路图
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＝Q
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S?－Q，Q表示结果成立，－Q表示结果不成立
【例1】 监控系统控制电路如图所示，开关S闭合时，系统白天和晚上都工作，开关S断开时，系统仅晚上工作．在电路中虚框处分别接入光敏电阻(受光照时阻值减小)和定值电阻，则电路中( )
A．C是“与”门，A是光敏电阻
B．C是“与”门，B是光敏电阻
C．C是“或”门，A是光敏电阻
D．C是“或”门，B是光敏电阻
D [开关S闭合后，C门的一个输入端是1，系统不管白天和晚上都工作，说明与另一端的逻辑值无关，这说明C门是“或”门．开关S断开时，C门的一个输入端是0，要让系统工作，另一个输入端必须是1，也就是高电压，所以B是光敏电阻，D正确．]
训练角度1.对数字信号的理解
1．门电路的信号有两种状态：一种是高电位状态，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”是逻辑关系的两种可能的取值，不表示具体的数字
D．“1”表示该点与电源的正极相连，“0”表示该点与电源的负极相连
C [根据题意，数字信号只有两种状态：“有”和“没有”．门电路的信号状态“1”是高电位状态，代表电路的导通状态，如二极管加正向电压，处于导通状态；“0”是低电位状态，代表电路的断开状态，如二极管加反向电压，处于断开状态．]
训练角度2.对三种门电路符号的理解
2．(多选)如图所示为三个门电路符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”．下列判断正确的是( )
甲 乙 丙
A．甲为“非”门，输出为“0”
B．乙为“与”门，输出为“0”
C．乙为“或”门，输出为“1”
D．丙为“与”门，输出为“1”
AC [根据各种门电路的符号，知甲是“非”门，乙是“或”门，丙是“与”门．再根据各个门电路的特点，知甲输出为0，乙输出为1，丙输出为0，故B、D错误，A、C正确．]
两种简单的复合门电路
1．与非门电路
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，如图所示．
其真值表为
输入
输出
输入
输出
A1
B1
Y1
A2
Y2
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
0
0
0
1
1
1
1
1
0
2.或非门电路
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，如图所示．
其真值表为
输入
输出
输入
输出
A1
B1
Y1
A2
Y2
0
0
0
0
1
0
1
1
1
0
1
0
1
1
0
1
1
1
1
0
【例2】 在如图所示的复合电路中，A、B、C为门电路的输入端，现欲使Y输出“0”，如果C输入端为“0”，则A、B两端分别输入( )
A．0 0
B．0 1
C．1 0
D．1 1
A [当C端输入“0”，非门输出“1”．输出端Y输出“0”时，可知或门的输出端必须为“0”，则A、B端的输入分别为0，0，A正确．]
研究逻辑关系的基本思路
门电路是数字电路中最简单的逻辑电路．所谓“门”就是一种开关，在一定条件下它允许信息通过，如果条件不满足，信号就被挡在“门”外．研究逻辑关系的基本思路：
(1)明确什么是条件，什么是结果；
(2)看条件与结果的内在联系；
(3)写出真值表或逻辑表达式．
3．如图所示是由“与”门、“或”门和“非”门三个基本逻辑电路组成的一个组合逻辑电路，其中A、B、C为输入端，Y为输出端，在完成下面的真值表时，输出端Y空格中从左到右依次填写都正确的是( )
A
0
0
0
0
1
1
1
1
B
0
0
1
1
0
0
1
1
C
0
1
0
1
0
1
0
1
Y
A.00010101
B．00000010
C．00101010
D．以上答案都不正确
C [A、B为“或”门电路，其输出状态为“00111111”．C为“非”门电路，其输出状态为“10101010”．这两个输出端再作为“与”门输入端，故输出端Y的状态为“00101010”．]
[物理观念] 逻辑电路 门电路 复合电路 集成电路
[科学思维] 用真值表示逻辑关系．
1.如图所示电路为( )
A．与门电路
B．或门电路
C．非门电路
D．无法判定
C [当开关S闭合时，电灯灭，当开关S断开时，电灯亮，输出是输入的否定，这体现了非逻辑关系．应选C.]
2.如图所示为一个应用简单逻辑电路控制的自动楼道灯的原理电路，图中S为声控开关(有声音时开关闭合，无声音时开关断开)，Rt为光敏电阻，R1和R2都是定值电阻，A为某种门电路，L为灯泡．当晚上有人发声时，楼道灯能够自动打开，白天即使有人发声，楼道灯也不会亮．则( )
A．图中A是一个与门电路
B．图中A是一个或门电路
C．图中A是一个非门电路
D．晚上无光照时L一定亮
A [因为无光照时，有声音，灯泡才亮，否则不亮，无光照和有声音时输入都为“1”，输出为“1”，只要有一个输入为“0”，则输出为“0”，可知该门电路满足“有零为零，全一为一”的要求，即为与门电路．故选项A正确．]
3．如图所示，甲图方框中a、b接线柱输入电压和c接线柱输出电压如图乙所示，则方框中的电路可能是( )
A B
C D
C [由乙图可知，逻辑关系应为或非关系，故选项C正确．]
4．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．1，0 B．0，1 C．1，1 D．0，0
C [首先从非门电路入手，当B端输入电信号“0”时，D端输出电信号为“1”，所以与门电路的两输入端均为“1”，因此C端输出电信号为“1”．因此C项正确．]课时分层作业(十三) 走进门电路 了解集成电路
(时间：40分钟 分值：100分)
一、选择题(本题共6小题，每小题6分)
1．为了节约用电，一种新型双门电冰箱安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，报警器就鸣响．如果规定：门关紧时输入信号为“0”，未关紧时输入信号为“1”；当输出信号为“1”时，报警器就鸣响，输出信号为“0”时，报警器就不鸣响．则能正确表示该控制装置工作原理的逻辑门是( )
A．与门
B．或门
C．非门
D．与非门
B [只要一个条件满足，事件就会发生，即输入端的信号只要有一个是“1”，输出端就为“1”，该关系为或逻辑关系，该逻辑门是或门，故B正确，A、C、D错误．]
2．(多选)非门电路的逻辑关系可表示为Z＝，则下列结论中正确的是( )
A．＝0
B．＝1
C．＝0
D．＝1
BC [在非门电路中“0”和“1”是相反关系．]
3．如图所示为某一门电路符号及输入端A、B的电势随时间变化关系的图象，则下列选项中能正确反映该门电路输出端电势随时间变化关系的图象是( )
A B
C D
A [题图为与门电路，所以A、B输入端都是高电势时，输出端才为高电势，故A正确．]
4．如图是一个简单的车门报警电路图，图中的开关S1、S2分别装在汽车的两扇门上，只要有车门打开(电路处于开路状态)，发光二极管就发光报警，请根据报警装置的要求，指出虚线方框是何种门电路( )
A．与门
B．或门
C．非门
D．与非门
B [车门中只要有一个车门打开，报警电路即应当工作，则可知应为或门电路，故选B.]
5．(多选)如图所示为由二极管构成的逻辑电路，A、B为输入端，Y为输出端，高电位用真值“1”表示，低电位用真值“0”表示，则( )
A．A＝0，B＝0时Y＝0
B．A＝1，B＝0时Y＝1
C．A＝0，B＝1时Y＝1
D．A＝1，B＝1时Y＝1
AD [二极管具有单向导电性，由图可知，当有一个二极管导通时，Y输出即为低电位，故在图中相当于一个与门电路，当A、B都输入低电位时，输出低电位；当A、B都输入高电位时，输出高电位，当A、B中只有一端输入低电位，则输出低电位，故A、D正确，B、C错误．]
6．请根据下面所列的真值表，从选项中选出与之相对应的一个门电路( )
输入
输出
A
B
Q
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
D [从真值表可看出不是单一的“与”、“或”关系，更不是单一的“非”关系，一定对应一个复合门电路，从真值表分析可得应为“与非”复合门电路，D选项正确．]
二、非选择题(14分)
7．如图所示为两个非门和一个或门组成的一个复合门电路，请在下表填写该门电路的电路状态表．
输入
输出
A
B
Z
[答案]
输入
输出
A
B
Z
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
一、选择题(本题共4小题，每小题6分)
1．如图所示，甲、乙、丙表示或门、与门或者非门的输入信号或输出信号，下列说法中正确的是( )
A．若甲、丙为输入信号，乙为输出信号，则该电路是或门电路
B．若甲为输入信号，乙为输出信号，则该电路是非门电路
C．若乙、丙为输入信号，甲为输出信号，则该电路是与门电路
D．若甲、乙为输入信号，丙为输出信号，则该电路是与门电路
B [若甲、丙为输入信号，乙为输出信号，则对应关系分别为“0、1、1”、“1、1、0”，若乙、丙为输入信号，甲为输出信号，则对应关系是“1、1、0”、“0、1、1”，不属于常见三种门电路之一，A、C错误；若甲为输入信号，乙为输出信号，则对应关系是“0、1”、“1、0”，反映了相反的一种关系，属于非门，B正确；若甲、乙为输入信号，丙为输出信号，则对应关系是“0、1、1”、“1、0、1”，反映了或逻辑关系，D错误．]
2．如图所示，低电位报警器由两个基本的门电路与蜂鸣器组成．该报警器只有当A端输入电压过低时(与B相同)，蜂鸣器才会发出警报，则( )
A．甲是“或”门，乙是“非”门
B．甲是“或”门，乙是“与”门
C．甲是“与”门，乙是“或”门
D．甲是“与”门，乙是“非”门
A [若甲是“或”门，乙是“非”门，当输入电压为低电压，经过“或”门输出为低电压，经过“非”门输出为高电压，蜂鸣器发出警报，当输入为高电压，经过“或”门输出为高电压，经过“非”门输出为低电压，蜂鸣器不发出警报．故A正确．乙只有一个输入端，不会是“或”门和“与”门，故B错误，C错误；若甲是“与”门，乙是“非”门，不管输入电压为低电压还是高电压，经过“与”门后输出为低电压，经过“非”门后输出高电压，蜂鸣器都会发出警报，故D错误．]
3．如图所示，用两个基本门电路连接成逻辑电路，根据该电路的真值表，下列判断中正确的是( )
A
B
Z
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
A．虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“0”
B．虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“0”
C．虚线框内应是“与门”，真值表内空缺处应填“1”
D．虚线框内应是“或门”，真值表内空缺处应填“1”
A [A、B输入为0，0，即输入虚线框为1，0，输出为0；A、B输入为0，1，即输入虚线框为1，1，输出为1，知虚线框中是“与门”．输入为1，1，则输入与门为0，1，所以输出为0.即真值表内空缺处应填“0”．故选A.]
4．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，要使冷却风扇容易起动，则应增大可变电阻R1
B．虚线框内接入的门电路是“或”门，要使冷却风扇容易起动，则应减小可变电阻R1
C．虚线框内接入的门电路是“与”门，要使冷却风扇容易起动，则应增大可变电阻R1
D．虚线框内接入的门电路是“与”门，要使冷却风扇容易起动，则应减小可变电阻R1
C [设计要求是点火开关闭合且温度过高时，继电器才通电，即符合2个条件继电器才工作，这符合逻辑电路中与门的特点，可知虚线框内门电路为与门．要使冷却扇容易工作，即温度不太高时就工作．只要将R1增大，使得热敏电阻相对变小，分的电压较小，则输入门电路的电压高，使冷却风扇容易起动，C正确，A、B、D错误．]
二、非选择题(26分)
5．(13分)在体育比赛中，甲、乙两名裁判员各控制一只开关，用灯的亮与否来表达评判结果．如灯亮，表示合格；灯灭，表示不合格．
(1)若比赛规则规定两名裁判员都认为合格，才可发出合格信号，试画出逻辑电路．
(2)若比赛规则规定两名裁判员只要有一人认为合格就可发出合格信号，试画出逻辑电路．
[答案]
6．(13分)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．如图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．请画出符合要求的门电路符号．
[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如表所示，这是与非门真值表，所以框内应为如图所示门电路．
[答案] 见解析(共45张PPT)
第二章 电路
第六节 走进门电路
第七节 了解集成电路
自
主
预
习
探
新
知
×
√
×
√
合
作
探
究
攻
重
难
课
堂
小
结
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