1、庞留根庞留根吕叔湘中学吕叔湘中学2007年年7月月http:/ Email:1门电路的概念门电路的概念(1)与门电路与门电路“与与”逻辑关系逻辑关系(2)“或或”门电路门电路“或或”逻辑关系逻辑关系(3)“非非”门电路门电路“非非”逻辑关系逻辑关系例例1 例例2 例例307年江苏省扬州市一模年江苏省扬州市一模131门电路的概念门电路的概念复习精要复习精要在日常生活中我们所遇到的任一事物的发生、发展在日常生活中我们所遇到的任一事物的发生、发展都遵循着一定的规律性，或者说存在着一定的因果关都遵循着一定的规律性，或者说存在着一定的因果关系。这种一定的规律性或一定的因果关系就是逻辑。系。这种一定的规律
2、性或一定的因果关系就是逻辑。在数字电子技术中尤其侧重双值逻辑问题，双值逻辑在数字电子技术中尤其侧重双值逻辑问题，双值逻辑关系在日常生活中比比皆是，如真与假关系在日常生活中比比皆是，如真与假 有与无是与有与无是与非、好与坏、高与低、上与下等。与之相对应在逻非、好与坏、高与低、上与下等。与之相对应在逻辑运算中二进制运算总是取辑运算中二进制运算总是取“0”与与“1”两个值来反两个值来反映这两种可能性。映这两种可能性。一般用两个不同电位的脉冲的来代一般用两个不同电位的脉冲的来代表表“0”和和“1”。因而，人们就可以借助电路来完成这。因而，人们就可以借助电路来完成这种逻辑运算种逻辑运算。能完成逻辑运算的
3、电路叫逻辑电路。能完成逻辑运算的电路叫逻辑电路。现代数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路是反现代数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路是反映一定的逻辑关系的电路，逻辑电路中最基本的电路映一定的逻辑关系的电路，逻辑电路中最基本的电路叫做门电路叫做门电路(开关电路开关电路)。由于这种电路又像一扇由于这种电路又像一扇“门门”那样依一定的条件那样依一定的条件“开开与关与关”门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输出端就有一个信号输出；反之，门关闭，就有另一个出端就有一个信号输出；反之，门关闭，就有另一个信号输出。信号输出。因而又称门电路，通常也叫开关电路。因而又称
4、门电路，通常也叫开关电路。(1)与门电路与门电路:2.门电路共有三种门电路共有三种,分别是分别是“与与”门电路、门电路、“或或”门门电路和电路和“非非”门电路。门电路。当决定一件事情当决定一件事情(果果)的各个（两个）条件的各个（两个）条件(因因)全部具全部具备这一件事情就会发生，这种因果关系，我们称之备这一件事情就会发生，这种因果关系，我们称之为为“与与”逻辑关系。逻辑关系。例如：一个串联电路中假如有几个开关例如：一个串联电路中假如有几个开关,那么只有当那么只有当所有开关闭合的时候电路才是回路所有开关闭合的时候电路才是回路,电路中的电灯才电路中的电灯才会亮会亮(也就是当所条件满足时，事情才会
5、成立也就是当所条件满足时，事情才会成立.)ABZ结果结果条件条件对于对于“与与”门电路，只要一个门电路，只要一个输入端输入为输入端输入为“0”，则输出端，则输出端一定是一定是“0”；反之，只有当所；反之，只有当所有输入都同时为有输入都同时为“1”，输出才，输出才是是“1”。在日常生活中在日常生活中,“与与”逻辑关系也是常见的逻辑关系也是常见的:例如在某些电热水器中例如在某些电热水器中,有一种用有一种用“与与”门电路门电路设计而成的安全恒温器。在设计而成的安全恒温器。在“与与”门的两个输入门的两个输入端分别接上一个水位传感器和水温传感器端分别接上一个水位传感器和水温传感器,只有当只有当水充满水箱
6、水充满水箱,水箱中的温度低于某一温度时水箱中的温度低于某一温度时,“与与”门的输出端给电热水器开关输入一个导通信号门的输出端给电热水器开关输入一个导通信号,电电热水器的加热开关才会接通电源热水器的加热开关才会接通电源,对水箱中的水进对水箱中的水进行加热。行加热。“与与”逻辑关系逻辑关系ABZ结果结果条件条件真值表真值表输入输入输出输出ABY000010100111波形图波形图ABY(2)“或或”门电路门电路当决定一件事情当决定一件事情(果果)的各个条件的各个条件(因因)中，只要具备一中，只要具备一个或者一个以上的条件这一件事情就会发生。这种个或者一个以上的条件这一件事情就会发生。这种因果关系我
7、们称之为因果关系我们称之为“或逻辑关系或逻辑关系”。例如：一个并联电路中电灯在干路上例如：一个并联电路中电灯在干路上,而不是在支路上而不是在支路上,当任何一个支路上的开关当任何一个支路上的开关,闭合的时候电路都会使得闭合的时候电路都会使得电灯亮电灯亮(也就是当其中任何一个条件满足时，事情才会也就是当其中任何一个条件满足时，事情才会成立成立.)AZB条件条件结果结果对于或门电路，只要有一个输入对于或门电路，只要有一个输入“1”，则输出一定是，则输出一定是“1”;反之反之,只只有当所有输入都同时为有当所有输入都同时为“0”时，输时，输出才是出才是“0”。在日常生活中或逻辑关系也是在日常生活中或逻辑
8、关系也是常见的，例如常见的，例如有的摩托车采用遥控点火和手动点火有的摩托车采用遥控点火和手动点火两种方式起动就是采用的两种方式起动就是采用的“或或”门电路。门电路。“或或”逻辑关系逻辑关系AZB条件条件结果结果真值表真值表输入输入输出输出ABY000011101110波形图波形图ABY(3)“非非”门电路门电路输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫做输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫做“非非”逻辑。逻辑。例如：如图所示电路中，开关例如：如图所示电路中，开关A 闭合与灯闭合与灯L亮的关系亮的关系就是非逻辑关系。因为开关就是非逻辑关系。因为开关A（条件）闭合灯（条件）闭合灯L（结果）就熄灭，开
9、关结果）就熄灭，开关A断开，灯断开，灯L就亮。就亮。AZ条件条件结果结果非门电路中，当输入为非门电路中，当输入为“0”时时，输出总是，输出总是“1”；当输入为；当输入为“1”时，输出反而是时，输出反而是“0”。非门电路也称为反相器。非门电路也称为反相器。“非非”逻辑关系逻辑关系AZ条件条件结果结果真值表真值表输入输入输出输出AY0110波形图波形图YA 大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现大多楼道灯具有这样的功能：天黑时，出现声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。声音它就开启，而在白天，即使有声音它也没有反应。（1）控制电路中接入了哪几种传感器？）控制电路中接入了哪几种传感器？（2
10、）这几种传感器来的信号，应通过哪几种门电路）这几种传感器来的信号，应通过哪几种门电路后，再进入执行电路？后，再进入执行电路？例例1、答：答：(1)接入了两种传感器：接入了两种传感器：光传感器（通常用的是光敏电阻）；光传感器（通常用的是光敏电阻）；声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）。声传感器（通常用的是微型驻极体话筒）。(2)因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗因为点亮楼道灯需要同时具备两个条件，即足够暗的光照和足够大的声音，所以要使用与门电路。的光照和足够大的声音，所以要使用与门电路。当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端当被测点为高电平时，斯密特触发器输入端A为为高电平，则输出端高
11、电平，则输出端Y为低电平，故为低电平，故LED发光；当被测发光；当被测点为低电平时，点为低电平时，A即为低即为低电平，则输出端电平，则输出端Y为高电为高电平，平，LED不发光。不发光。例例2、可以用型号为可以用型号为74LS14的非门集成电路，发光二的非门集成电路，发光二极管极管LED和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电和限流电阻来组成一个逻辑电平检测器，电路如图所示。图中的路如图所示。图中的 为为斯密特触发器，斯密特触斯密特触发器，斯密特触发器是具有特殊功能的非门。发器是具有特殊功能的非门。使用时，将检测器的输使用时，将检测器的输入端接到被测点。请分析：当被测点为高电平时，入端接到被测点。
12、请分析：当被测点为高电平时，LED是否发光？低电平时呢？说出道理。是否发光？低电平时呢？说出道理。SSAYR+5VLED330答答:例例3、温度报警器电路如图所示，请说明其工作原理。温度报警器电路如图所示，请说明其工作原理。SAYR1+5VCtRT蜂鸣器蜂鸣器解析：解析：常温下，调整常温下，调整R1的阻值使斯密特触发器的输入的阻值使斯密特触发器的输入端端A处于低电平，则输出端处于低电平，则输出端Y处于高电平，无电流通过处于高电平，无电流通过蜂鸣器，蜂鸣器不发声；蜂鸣器，蜂鸣器不发声；当温度高时，热敏电阻当温度高时，热敏电阻RT阻值减小阻值减小,斯密特触发器输入斯密特触发器输入端端A电势升高，当
13、达到某一值电势升高，当达到某一值(高电平高电平)，其输出端由高，其输出端由高电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，电平跳到低电平，蜂鸣器通电，从而发出报警声，R1的阻值不同，则报警温度不同。的阻值不同，则报警温度不同。思考：思考：要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警，应怎样调节应怎样调节R1的阻值？并说明原理。的阻值？并说明原理。答：答：要使热敏电阻在感测到更高的要使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警温度时才报警,应减小应减小R1的阻值的阻值,R1阻值越小阻值越小,要使斯密特触发器输入要使斯密特触发器输入端达到高电平端达到高电平,则热敏电阻则热敏
14、电阻RT 阻值阻值要求越小，即温度越高。要求越小，即温度越高。07年江苏省扬州市一模年江苏省扬州市一模1313(15分分)现代数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑现代数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路中最基本的电路叫做门电潞。门电路共有三种，分电路中最基本的电路叫做门电潞。门电路共有三种，分别是别是“与与”门电路、门电路、“或或”门电路和门电路和“非非”门电路。门电路。如图甲所示，两个开关如图甲所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡串联起来控制同一灯泡L，显然，只有显然，只有A“与与”B同时闭合时，灯同时闭合时，灯L才会亮在这个才会亮在这个事件中，事件中，A、B闭合是条件。灯闭合是条件。灯
15、L亮是结果象这样一个亮是结果象这样一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，我们把这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种关系叫做“与与”逻辑关系；如果几个条件中，只要有逻辑关系；如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或或”逻辑关系；输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系；输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系，叫做逻辑关系，叫做“非非”逻辑。能逻辑。能实现三种逻辑关系的电路分别实现三种逻辑关系的电路分别叫叫“与与”门电路、门电路、“或或”门电路和门电路和“非非”门电路。门电路。ABL条条件件结结果果
16、图甲图甲2页页题目题目3页页末页末页(1)将两个开关的通断及灯泡的亮熄组合起来列在表将两个开关的通断及灯泡的亮熄组合起来列在表格中，再用数学语言描述表中的关系，一般把开关格中，再用数学语言描述表中的关系，一般把开关接通定义为接通定义为1，断开定义为，断开定义为0，灯泡亮为，灯泡亮为1，熄灭为，熄灭为0。这样就用数字描述了各种这样就用数字描述了各种控制条件的组合及其控制控制条件的组合及其控制结果，这种表叫真值表。结果，这种表叫真值表。根据图甲电路，请将此真根据图甲电路，请将此真值表补充完整。值表补充完整。条件条件结果结果开关开关A开关开关B灯泡灯泡L0000101011(2)利用图甲中器材，设计
17、一种能表达利用图甲中器材，设计一种能表达“或或”逻辑关逻辑关系的电路系的电路(画在答题卡上的方框内画在答题卡上的方框内)。10AB2页页题目题目3页页末页末页(3)实用的门电路是用半导体材料制成的。图乙中左实用的门电路是用半导体材料制成的。图乙中左边虚线框内是一个信号源，准备从边虚线框内是一个信号源，准备从A接入门电路，另接入门电路，另一个相同的信号从一个相同的信号从B接人接人(图中未画出图中未画出)，Y是输出端。是输出端。当开关接当开关接1时，信号源将一个信号电压接入门电路，时，信号源将一个信号电压接入门电路，接接2时没有电压输入。请判断右边虚线框内表示的是时没有电压输入。请判断右边虚线框内
18、表示的是何种门电路何种门电路?答答 。V图乙图乙12ABR3.3 kY“或或”门电路门电路2页页题目题目3页页末页末页(4)逻辑电路在电子线路中有着重要的应用。某同学逻辑电路在电子线路中有着重要的应用。某同学利用利用“非非”门电路设计了一个路灯自动控制门电路。门电路设计了一个路灯自动控制门电路。天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭。天黑了，让路灯自动接通；天亮了，让路灯自动熄灭。图丙中图丙中RG是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电是一个光敏电阻，当有光线照射时，光敏电阻的阻值会显著减小。阻的阻值会显著减小。R是可调电阻，起分压作用。是可调电阻，起分压作用。虚线框内为虚线框内为“非非
19、”门电路，它能将输入的高压信号转门电路，它能将输入的高压信号转变为低压信号，或将低压信号转变变为低压信号，或将低压信号转变为高压信号。为高压信号。J为路灯总开关控为路灯总开关控制继电器，它在获得高电压时制继电器，它在获得高电压时才动作才动作(图中未画路灯电路图中未画路灯电路)。当天黑时，当天黑时，RG变变 ，非门电路获得，非门电路获得 电压，电压，J得得到到 电压。电压。(填填“大大”、“小小”或或“高高”、“低低”)，如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现要调节自动控制装置，使得它在天色较黑时才会自动接通开自动控制装置，使得它在天色较黑时才会自动接通开关，应将关，应将R调调 (填填“大大”或或“小小”)一些。一些。JRGR图丙图丙大大低低高高大大2页页题目题目3页页末页末页
