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第六节走进门电路第七节了解集成电路1．一幢居民楼里有各种不同的电器，例如电炉、电视机、微波炉、电脑等等．停电时，用欧姆表测得进户线A、B间的电阻为R；供电后，各家用电器同时使用，测得A、B间的电压为U，进线电流为I.则计算该幢居民楼用电的总功率可以用的公式是()A．P＝I2RB．P＝U2RC．P＝IUD．P＝Wt【答案】C【解析】因为所有用电器不一定都是纯电阻电路，只能使用P＝UI计算，部分电路欧姆定律不适用．2．一只手机电池的背面印有如图所示的一些符号，另外在手机使用说明书上对手机电池的说明中还写有“通话3小时，待机100小时”，则该手机通话和待机时的功率分别约为()A．1.3W、5.4×10－2WB．0.6W、1.8×10－2WC．3.6W、0.108WD．6.48×103W、1.94×102W【答案】B一、门电路1．数字信号变化的两个对立状态：_____和______．2．数字电路(1)概念：处理__________的电路．(2)功能：主要研究电路的______功能．(3)最基本的逻辑电路：门电路．01数字信号通断二、门电路分类及符号、意义1．与门电路(1)“与”逻辑关系，一个事件的几个条件______满足后该事件才能发生．(2)符号：__________，其中“&”具有“____”的意思，象征A与B两个输入端________时，输出端才是1．同时和都是1(3)真值表输入输出S1S2Q0000101001112．或门电路(1)“或”逻辑关系：几个条件中只要有______条件得到满足，事件就会发生．(2)符号：__________，其中矩形中的“≥1”象征当________输入端为1时，输出端就是1．1个一个(3)真值表：输入输出S1S2Q0000111011113．非门电路(1)“非”逻辑关系：输出状态和输入状态______．(2)符号：__________，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______时，输出端是______．(3)真值表输入输出SQ0110相反10三、集成电路1．定义：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．分类(1)集成电路按功能可分为三类：数字集成电路、模拟集成电路和微波集成电路．(2)集成电路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．为了方便及节约用电，宿舍楼楼道里安装有声、光控灯，这种灯在有光或没有声音时不亮，而在无光又有声音时，灯就会自动点亮，这里面有什么逻辑关系呢？【答案】这种逻辑关系可用以下真值表来表示.光声灯000011100110一、两种信号1．数字信号：如表所示的两种状态用“0”“1”表示，物理上，用高电势表示“1”，低电势表示“0”，这样的信号叫数字信号.对门电路的理解开关灯状态闭合亮1断开暗02．模拟信号：能连续变化的信号称为模拟信号，如调节收音机的音量，声音能连续变化，就是模拟信号．3．特征：数字信号的特征是分段的，而连续是模拟信号的特征．4．数字电路、逻辑电路及门电路之间的关系数字信号的“1”“0”好比事物的“是”“非”，处理数字信号的电路称为数字电路，因此数字电路能判断是非的能力，称为逻辑功能，数字电路中最基本的电路有：与门、或门和非门．二、三种门电路的真值表名称逻辑符号真值表逻辑关系电路特点S1S2Q000010100基本门电路与门111Q＝S1·S2(“与”运算)全高出高，见低出低(全1出1，见0出0)名称逻辑符号真值表逻辑关系电路特点S1S2Q000011101或门111Q＝S1＋S2(“或”运算)全低出低，见高出高，(全0出0，见1出1)SQ01基本门电路非门10Q＝S－(“非”运算)见高出低，见低出高(见1出0，见0出1)注：1表示开关闭合，0表示开关的断开；用1表示灯亮，0表示灯灭．三、类比门电路1．类比与门如图所示，如果把电键A闭合作为条件S1满足，把电键B闭合作为条件S2满足，把电灯L亮作为结果C成立，则与逻辑关系可以示意为S1S2⇒C．两个电键都闭合是灯亮的充分且必要条件．2．类比或门如图所示，如果把电键A闭合当作条件S1满足，把电键B闭合当作条件S2满足，把电灯L亮当作结果C成立，则或逻辑关系可以示意为.两个电键都闭合是灯亮的充分但不必要条件．3．类比非门如图所示，如果把电键A闭合当作条件S满足，把电灯L亮当作结果C成立，把电灯L灭当作结果—C成立，则正常逻辑关系为S⇒C．而非逻辑关系表现为S⇒—C．4．说明：对于与门、或门及非门电路，只有从反映的逻辑关系角度理解才能抓住本质，另外运用开关与灯泡的串并联关系进行类比，能更形象地理解三种门电路．例1现在银行系统都设有自动取款机，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件，它们体现了一种怎样的逻辑关系？解析：本题考查逻辑关系．解答时，应首先找出事件和条件，然后分析出现这种事件需要满足的条件，而判断是哪一种逻辑关系．事件是取出现金，条件有两个：一个是账号，另一个是与账号对应的密码．由于只有两者同时具备才能取出现金，即只有两个条件(账号和密码)都满足事件(取出现金)才能发生，所以是一种“与”逻辑关系．答案：“与”逻辑关系►题后反思正确理解“与”逻辑关系：只有两个条件都满足时，事件才能发生．1．(2018·绵阳期末)在解锁智能手机的过程中，可以采用按压已经验证过的指纹，也可以输入正确的密码，则要完成解锁手机，上述两种方式的逻辑关系是()A．“与”关系B．“或”关系C．“非”关系D．不存在逻辑关系【答案】B【解析】由题意可知，输入已经验证过的指纹或输入正确的密码均可以解锁，故采用的是“或”关系．B正确，A、C、D错误．一、门电路的逻辑功能1．与门电路的逻辑功能用与门、电阻、发光二极管、电池连接，如图．分别将A、B两端与电源的正极或负极相连，观察发光二极管，如果发光二极管亮，输出记为“1”，发光二极管不亮，输出记为“0”．门电路的实验探究输入端与电源正极相连记为“1”，与负极相连记为“0”．由于本实验使用的门电路为与门，只有A、B都为“1”，才能实现输出为“1”，即发光二极管亮，其真值表为下表输入输出ABQ0000101001112.或门电路的逻辑功能用或门、电阻、发光二极管、电池连接，如图．分别将A、B两端与电源的正、负极相连，观察发光二极管，如果发光二极管亮，输出记为“1”，发光二极管不亮，输出记为“0”．本实验使用的门电路为“或”门，所以只要A、B中有一个是“1”(即与电源正极相连)，就能使Q为“1”(即发光二极管亮)，所以其真值表为下表：输入输出ABQ0000111011113．非门电路的逻辑功能用非门、电阻、发光二极管、电池连接，如图．分别将输入端与电源的正、负极相连，观察发光二极管，如果发光二极管亮，输出记为“1”，发光二极管不亮，输出记为“0”．二、应用门电路设计控制电路1．要理解好各种门电路的逻辑关系．2．弄清电路的结构与原理．3．知道所要进行的控制是怎样的电路．4．选择相应的门电路，画出门电路的符号．【特别提醒】不要混淆与门和或门的逻辑关系(易错点)，与门的逻辑关系是乘法运算，或门的逻辑关系是加法运算．例2如图所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题．试在虚线框中画出：(1)与门电路的输出电压Y随时间变化的关系；(2)或门电路的输出电压Y随时间变化的关系．思路点拨：“与”逻辑关系是当两个输入端都有信号时，输出端才有信号输出．“或”逻辑关系是当两个输入端的任意一个有信号时，输出端就有信号输出．由于已知的是输入端电信号随时间变化的关系，为了便于分析输出端的情况，借用真值表进行分析．解析：(1)对“与”逻辑关系，先做出A、B、Y的真值表，然后再确定输出Y与时间的变化关系A(UA)B(UB)Y(UY)010100010111000111010100010所以UY随时间变化如图所示．(2)对“或”逻辑，先做出A、B、Y的真值表，然后再确定输出Y与时间的变化关系A(UA)B(UB)Y(UY)011101011111000111011101011所以UY随时间变化如图所示．答案：见解析►题后反思熟记与或非门的真值表，根据逻辑关系依次推理是解“组合”门电路的基本方法．例3在生活中，经常会碰到用光电管控制电路的情况．例如路灯的光控开关，傍晚时光暗到一定程度，路灯会自动点亮，清晨时光亮到一定程度，路灯又会自动熄灭．光电管产生的电流一般很小，应用时要经过放大器放大，使电磁铁M磁化去控制另一电路的通断电．(1)请将图中元件连成一个白天路灯自动熄灭的电路．(2)若改成楼梯照明用，要求晚上有人走动发声时，灯才亮，需再接一只声控开关(有声时接通，无声时断开)，声控开关与光电管应组成什么逻辑电路？解析：本题考查用与门设计声、光控开关，解答可考虑两个条件，一是要有声音，二是光线暗，二者兼备灯才亮，是“与”逻辑门．答案：(1)如图所示．(2)与门电路．►题后反思熟练掌握“门”电路的逻辑关系是设计应用电路的基础．2．火灾报警器用非门、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等如图所示连接，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号．在不报警时，P为低电位记“0”，报警时，P为高电位记“1”，试问：(1)报警时，A点电位为高电位“1”还是低电位“0”？(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“0”(2)热敏电阻的阻值减小．