高中物理 第2章 第6、7节走进门电路了解集成电路课件 粤教版选修31

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(3)真值表:
输入
输出
S1
S2
Q
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
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2.或门电路
(1)“ 或 ” 逻 辑 关 系 : 几 个 条 件 中 只 要 有 ____1_个_ 条 件 得 到 满 足,事件就会发生(fāshēng).
(2)符号:__________,其中矩形中的“≥1”象征当________
输一入个端(为yī1ɡ时è),输出端就是1. (3)真值表:
输入
S1
S2
0
0
0
1
1
0
1
1
输出 Q 0 1 1 1
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3.非门电路 (1)“非”逻辑关系:输出状态和输入状态____相__反.(xiāngfǎn) (2)符号(fúhào):__________,其中矩形右侧小圆表示数字 “0”,它与数字“1”象征着输入1端为____时,输出端0 是____. (3)真值表
输入
S 0 1
输出
Q 1 0
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三、集成电路 1.定义:集成电路(IC)是指把晶体管、电阻(diànzǔ)、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.
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2.分类 (1)集成电路(jíchéng-diànlù)按功能可分为三类:数字集成电 路(jíchéng-diànlù)、模拟集成电路(jíchéng-diànlù)和微波集成电 路(jíchéng-diànlù). (2)集成电路(jíchéng-diànlù)按集成度可分为六类:小规模集 成 电 路 (jíchéng-diànlù)SSI , 中 规 模 集 成 电 路 (jíchéngdiànlù)MSI,大规模集成电路(jíchéng-diànlù)LSI,超大规模集 成 电 路 (jíchéng-diànlù)VLSI , 特 大 规 模 集 成 电 路 (jíchéngdiànlù)ULSI,巨大规模集成电路(jíchéng-diànlù)GSI.
输入
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
输出 Z 0 0 0 1
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2.“或”门电路的逻辑功能 用“或”门、电阻、发光二极管、电池按图连接如图2- (6、7)-7.分别将A、B两端与电源(diànyuán)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”.
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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 条同件时_(_tó_n_g_s_h满í) 足 (mǎnzú)后该事件才能发生. (2)符号:__________,其中“&”具有“__和__”的意思,象征 A与B两个输入端_____都__是_时1 ,输出端才是1.
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第六节 走进门电路 第七节 了解(liǎojiě)集成电路
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精彩回眸
1.一幢居民楼里住着生活水平各不相同的24户居民,所以 整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(diànnǎo)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( )
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.
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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 (hǎobǐ) 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.
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思路点拨:“与”逻辑关系是当两个(liǎnɡ ɡè)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(liǎnɡ ɡè)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.
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图2-(6、7)-7
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本实验(shíyàn)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Z为“1”(即发光二极 管亮),所以其真值表为下表:
输入
A
B
0
0
0
1
1
0
1
1
输出 Z 0 1 1 1
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3.“非”门电路的逻辑功能 用“非”门、电阻、发光二极管、电池按图连接如图2- (6、7)-8.分别(fēnbié)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”.
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【思考】 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(zìdòng)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:



0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
0
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对门电路的理解(lǐjiě)
答案: “与”逻辑关系
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►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(cáinéng)发生.
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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?
解析:本题考查逻辑关系,可根据条件和结果的关系分 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(dàodá)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.
图2-(6、7)-8
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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(chéngfǎ)运算,“或”门的 逻辑关系是加法运算.
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(biànhuà)关系
A(UA) 0 1 0 1 0 1 0 1 0
B(UB)
Uy
1
0
0
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
0
0
0
1
0
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所以UY随时间(shíjiān)变化如图所示:
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(2)对“或”逻辑(luó jí),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:
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.1.3 W、5.4×10-2 W
B.0.6 W、1.8×10-2 W
C.3.6 W、0.108 W
D.6.48×103 W、1.94×102 W 【答案】B
图2-(6、7)-2
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知识梳理
一、门电路 1 . 数 字 信 号 变 化 (biànhuà) 的 两 个 对1.0立 状 态 :1 ____ 或 者 ____. 2.数字电路 数字信号 (1)概念:处理__________的通电断路. (2)功能:主要研究电路的______功能. (3)最基本的逻辑电路:门电路.
第四十页,共46页。ຫໍສະໝຸດ 火 灾报警器用“非门”、电位器、 热敏电阻、蜂鸣器和电池等如图 2-(6、7)-10所示连接,调 节电位器使蜂鸣器正好不报警, 然 后 (ránhòu) 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:
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【例1】 现在银行系统都设有自动取款机,请你分析(fēnxī) 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(fēnxī)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.
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2.类比“或”门 如图 2-(6、7)-4 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: 都闭合是灯亮的充分但不必要条件.
S1CS2)两个电键
图 2-(6、7)-4
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【例2】 如图2-(6、7)-9所示,表示(biǎoshì)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:
图2-(6、7)-9
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(1)“与”门电路的输出电压Y随时间(shíjiān)变化的关系; (2)“或”门电路的输出电压Y随时间(shíjiān)变化的关系.
答案:乘火车或乘汽车 “或”逻辑关系
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►题后反思 本题两个条件中只要具备一个(yī ɡè)条件,结果就能发 生,是“或”逻辑关系.
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门电路的实验(shíyàn)探究 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、电池按图连接(liánjiē)如 图2-(6、7)-6.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”.
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A.P=I2R
B.P=UR2
C.P=IU
D.P=Wt
【答案】C [因为所有用电器不一定都是纯电阻(diànzǔ)电
路,只能使用P=UI计算,部分电路欧姆定律不适用.]
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2.一只手机电池的背面印有如图2-(6、7)-2所示的一些
符号,另外在手机使用(shǐyòng)说明书上对手机电池的说明中还
一、两种信号
1.数字信号:如表所示的两种状态 (zhuàngtài)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.
开关

状态
闭合

1
断开

0
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2.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(jiùshì)模拟信号.
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图2-(6、7)-6
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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 (shǐyòng) 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:
3.类比“非”门
图2-(6、7)-5 如图2-(6、7)-5所示,如果把电键(diànjiàn)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.
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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(jìnxíng)类比,能更形象地理解三种门电路.
A(UA) 0 1 0 1 0 1 0 1 0
B(UB)
Uy
1
1
0
1
1
1
1
1
0
0
1
1
1
1
0
1
1
1
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所以UY随时间(shíjiān)变化如图所示:
答案:见解析
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►题后反思(fǎn sī) 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.
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二、三种门电路的真值表
注:1表示(biǎoshì)开关闭合,0表示(biǎoshì)开关的断开; 用1表示(biǎoshì)灯亮,0表示(biǎoshì)灯灭.
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三、类比门电路 1.类比“与”门
图 2-(6、7)-3 如图 2-(6、7)-3 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: SS12⇒C.两个电键都闭 合是灯亮的充分且必要条件.
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