物理选修3-1简单逻辑电路复习参考

一、现代信息传播的方式

数字信号→数字电路→逻辑电路→门电路

1）模拟信号和数字信号

模拟信号：电压信号随时间连续变化的电信号，如图1。

数字信号：电压信号不连续变化的电信号，如图2。

2）模拟电路和数字电路

模拟电路：处理模拟信号的电路。

数字电路：处理数字信号的电路。

3）逻辑电路和门电路：

逻辑电路：数字电路的基本单元。

门电路：逻辑电路中最基本的电路。

二、门电路

   门电路在工作时的输入端和输出端的电压只有两种情况：一种为高电势，另一种为低电势，电路工作好像处在一种“是”和“非”的判断之中，因此叫做逻辑电路。

1、“与”门

1）“与”逻辑关系：有两个控制条件作用会产生一个结果，当两个条件都满足时，结果才会成立，这种关系称为“与”逻辑关系。

2）“与”门的定义，电路符号，真值表

（1） “与”门：输入 A 与输入 B 均是高电势时 , 输出 Z 才是高电势的逻辑电路。

（2）电路符号：如图。

（3）真值表和信号波形图：

3）“与”门的输入与输出信号之间的关系

【实验】研究“与”门输入与输出信号之间的逻辑关系

（1）实验器材：逻辑电路实验器

（2）实验步骤：

（a）将两只开关模块分别插入与门模块的输入端，小灯模块插入与门模块的输出端，如图5所示。

（b）接通电源，当开关的逻辑状态为“1”时，与门模块上对应的绿色指示灯点亮；逻辑状态为“0”时，对应的指示灯熄灭。

（c）两只开关有4种逻辑组合（00，01，10，11），观察每种逻辑组合对应的小灯泡的亮暗情况。

（3）实验结论：“与”门电路输入、输出信号的规律：有低出低，全高出高。

4）思考与讨论：谈谈生活中哪些事例体现了“与” 逻辑关系。

2、“或”门

1）“或”逻辑关系：在几个控制条件中，只要有一个条件得到满足，结果就会发生，这种关系称为“或”逻辑关系。

(1)“或”门的定义，电路符号，真值表：

（1）“或”门：输入 A 与输入 B任一个或者两个都为高电势时, 输出 Z 才是高电势的逻辑电路。

（2）电路符号：如图。

（3）逻辑表达式：Z＝A+Ｂ

（4）真值表和信号波形图。

3)“或”门电路的输入与输出信号之间的关系

【实验】研究“或”门输入与输出信号之间的逻辑关系

（1）实验器材：逻辑电路实验器

（2）实验步骤：

（a）将两只开关模块分别插入或门模块的输入端，小灯模块插入或门模块的输出端，如图8所示。

（b）接通电源，当开关的逻辑状态为“1”时，或门模块上对应的绿色指示灯点亮；逻辑状态为“0”时，对应的指示灯熄灭。

（c）两只开关有4种逻辑组合（00，01，10，11），观察每种逻辑组合对应的小灯泡的亮暗情况。

（3）实验结论：“或”门电路输入、输出信号的规律：全低出低，有高出高。 

3、“非”门

1）“非”逻辑关系：输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑。

2）“非”门的定义，电路符号，真值表，*逻辑表达式：

（1） “非”门：输入 A 为高电势时输出 Z 为低电势 , 输入 A 为低电势输出 Z 为高电势的逻辑电路，又叫反相器。

（2）电路符号：如图。

（3）真值表和信号波形图：

3）“非”门电路的输入与输出信号之间的关系

【实验】研究“非”门输入与输出信号之间的逻辑关系

（1）实验器材：逻辑电路实验器

（2）实验步骤：

（a）将一只开关模块插入非门模块的输入端，小灯模块插入非门模块的输出端，如图11所示。

（b）接通电源，当开关的逻辑状态为“1”时，或门模块上对应的绿色指示灯点亮；逻辑状态为“0”时，对应的指示灯熄灭。

（c）一只开关有2种逻辑组合（0，1），观察两种逻辑组合对应的小灯泡的亮暗情况。

（3）实验结论：“非”门电路输入、输出信号的规律：逢低出高，逢高出低。