資源簡介 課件21張PPT。第四節 數字電路的應用門電路1.數字電路的基本單元電路是_______和_______,觸發器又是由_______構成的。在數字電路中,_______用于實現各種邏輯關系,________用于存儲數據。2.數字電路中能將二進制數據記憶住的基本單元電路稱為________。3.基本觸發器,通常由2只_______或由2只_______交叉連接構成。觸發器門電路門電路觸發器觸發器或非門與非門反相的0狀態1狀態5.基本觸發器有2個輸入端S和R。S稱為_______或______,R稱為_______或_______。置位端置1端復位端置0端6.對由2只或非門組成的觸發器而言,觸發信號是_______,即用___來觸發。若S端加觸發信號(高電平),R端不加觸發信號,即S=1,R=0,基本觸發器被置于______,此過程稱為_____;若R端加觸發信號(高電平),S端不加觸發信號,即S=0,R=1,基本觸發器被置于______,此過程稱為_____;當兩輸入端皆不加觸發信號,即S=0,R=0,基本觸發器_________,處于記憶狀態。高電平11狀態置10狀態置0狀態不變低電平01狀態置10狀態置0狀態不變一、簡單的組合邏輯電路的分析、制作和測試(c)1.組合邏輯電路分析組合邏輯電路的分析就是根據已知的邏輯電路圖分析電路的邏輯功能,其一般步驟為:(1)根據邏輯電路,逐級推導出邏輯函數表達式;(2)根據邏輯函數表達式列出真值表;(3)根據真值表,分析邏輯功能。【典例1】 請根據如下邏輯電路,完成相應任務:(1)寫出邏輯表達式;(2)寫出真值表;(3)分析電路的邏輯功能。答案 (1)Y=AB+BC+AC(2)(3)當輸入A、B、C中有2個或3個為1時,輸出Y為1,否則輸出Y為0。所以這個電路實際上是一種3人表決用的組合電路:只要有2票或3票同意,表決就通過。【變式訓練1】 請根據如下邏輯電路,完成相應任務:(1)寫出邏輯表達式;(2)寫出真值表;(3)分析電路的邏輯功能。(2)(3)電路的輸出Y只與輸入A、B有關,而與輸入C無關。Y和A、B的邏輯關系為:A、B中只要一個為0,Y=1;A、B全為1時,Y=0。所以Y和A、B的邏輯關系為與非運算的關系。2.組合邏輯電路設計邏輯電路的一般步驟:(1)分析事情的因果關系,確定輸入變量和輸出變量把引起事情的原因作為“輸入變量”,把引起事情的結果作為輸出變量。(2)定義“邏輯狀態”的含意以1和0代表“輸入變量”和“輸出變量”的兩種不同狀態;(3)列出邏輯真值表。(4)寫出邏輯表達式。(5)畫出邏輯電路(邏輯圖)?!镜淅?】 舉重比賽有3個裁判,1個主裁判和2個副裁判。杠鈴完全舉上的裁決,由每一個裁判按下自己面前的按鈕來確定。只有當兩個或兩個以上裁判按按鈕,并且其中有一個為主裁判時,燈才亮。請設計一個舉重裁判表決電路。答案 1.分析事情的因果關系,確定輸入變量和輸出變量取3個裁判面前的3個按鈕的狀態為輸入變量,分別用A(主裁判)、B、C表示;取燈的狀態為輸出變量,用Y表示;2.定義“邏輯狀態”的含意規定按鈕按下為“1”,不按下為“0”;燈亮為“1”,不亮為“0”。3.列出邏輯真值表4.寫出邏輯表達式(1)在真值表中,找出那些使Y=1的輸入變量取值的組合。(2)每組輸入變量取值的組合對應一個乘積項,其中取值為1的寫入“原變量”,取值為0的寫入“反變量”。(3)將這些乘積項相加,即得到邏輯表達式Y=AB+AC5.畫出邏輯電路(邏輯圖)【變式訓練2】 設計一個樓上、樓下開關的控制邏輯電路來控制樓梯上的路燈。上樓前,用樓下開關打開電燈;上樓后,用樓上開關關掉電燈;或者在下樓前,用樓上開關打開電燈;下樓后,用樓下開關關掉電燈。答案 1.分析事情的因果關系,確定輸入變量和輸出變量取開關的狀態為輸入變量,樓上、樓下分別用A、B;取燈的狀態為輸出變量,用Y表示;2.定義“邏輯狀態”的含意規定開關按下為“1”,不按下為“0”;燈亮為“1”,不亮為“0”。3.列出邏輯真值表4.寫出邏輯表達式(1)在真值表中,找出那些使Y=1的輸入變量取值的組合。(2)每組輸入變量取值的組合對應一個乘積項,其中取值為1的寫入“原變量”,取值為0的寫入“反變量”。(3)將這些乘積項相加,即得到邏輯表達式。5.畫出邏輯電路(邏輯圖)二、基本觸發器的組成特征及作用(c)觸發器是數字電路能將二進制數據記憶住的基本單元電路,其中簡單的一種稱為基本RS觸發器,通常由2只或非門(或2只與非門)交叉連接而成。【典例3】 下列關于如圖所示電路的分析中,正確的是( )A.S斷開時V不發光,S閉合時V發光B.S斷開時V發光,S閉合時V不發光C.不管S閉合還是斷開,V都發光D.因為電路的初始狀態未知,所以不能確定V是否發光答案 A【變式訓練3】 如圖所示是某同學設計的光控電路圖,以下關于發光二極管狀態的說法中,正確的是( )A.發光二極管白天一定不亮,晚上一定亮B.發光二極管白天一定亮,晚上一定不亮C.發光二極管晚上肯定亮D.發光二極管白天肯定不亮解析 晚上光敏電阻大,觸發器S=1,R=0,則Q=1,三極管導通,發光二極管發光。答案 C第四節 數字電路的應用考試內容考核要求數字電路的應用(1)簡單的組合邏輯電路的分析、制作和測試(2)基本觸發器的組成特征及作用cc1.數字電路的基本單元電路是門電路和觸發器,觸發器又是由門電路構成的。在數字電路中,門電路用于實現各種邏輯關系,觸發器用于存儲數據。2.數字電路中能將二進制數據記憶住的基本單元電路稱為觸發器。3.基本觸發器,通常由2只或非門或由2只與非門交叉連接構成。4.任何觸發器都有2個輸出端Q和,正常情況下Q和總是反相的,即不是(Q=0,=1)就是(Q=1,=0)。(Q=0,=1)稱為0狀態,(Q=1,=0)稱為1狀態。5.基本觸發器有2個輸入端S和R。S稱為置位端或置1端,R稱為復位端或置0端。6.對由2只或非門組成的觸發器而言,觸發信號是高電平,即用1來觸發。若S端加觸發信號(高電平),R端不加觸發信號,即S=1,R=0,基本觸發器被置于1狀態,此過程稱為置1;若R端加觸發信號(高電平),S端不加觸發信號,即S=0,R=1,基本觸發器被置于0狀態,此過程稱為置0;當兩輸入端皆不加觸發信號,即S=0,R=0,基本觸發器狀態不變,處于記憶狀態。7.對由2只與非門組成的觸發器而言,觸發信號是低電平,即用0來觸發。若端加觸發信號(高電平),端不加觸發信號,即=1,=0,基本觸發器被置于1狀態,此過程稱為置1;若端加觸發信號(高電平),端不加觸發信號,即=0,=1,基本觸發器被置于0狀態,此過程稱為置0;當兩輸入端皆不加觸發信號,即=1,=1,基本觸發器狀態不變,處于記憶狀態。一、簡單的組合邏輯電路的分析、制作和測試(c)1.組合邏輯電路分析組合邏輯電路的分析就是根據已知的邏輯電路圖分析電路的邏輯功能,其一般步驟為:(1)根據邏輯電路,逐級推導出邏輯函數表達式;(2)根據邏輯函數表達式列出真值表;(3)根據真值表,分析邏輯功能。【典例1】 請根據如下邏輯電路,完成相應任務:(1)寫出邏輯表達式;(2)寫出真值表;(3)分析電路的邏輯功能。答案 (1)Y=AB+BC+AC(2)ABCY00000010010001111000101111011111(3)當輸入A、B、C中有2個或3個為1時,輸出Y為1,否則輸出Y為0。所以這個電路實際上是一種3人表決用的組合電路:只要有2票或3票同意,表決就通過。【變式訓練1】 請根據如下邏輯電路,完成相應任務:(1)寫出邏輯表達式;(2)寫出真值表;(3)分析電路的邏輯功能。答案 (1)Y=+=(2)ABCY00010011010101111001101111001110(3)電路的輸出Y只與輸入A、B有關,而與輸入C無關。Y和A、B的邏輯關系為:A、B中只要一個為0,Y=1;A、B全為1時,Y=0。所以Y和A、B的邏輯關系為與非運算的關系。2.組合邏輯電路設計邏輯電路的一般步驟:(1)分析事情的因果關系,確定輸入變量和輸出變量把引起事情的原因作為“輸入變量”,把引起事情的結果作為輸出變量。(2)定義“邏輯狀態”的含意以1和0代表“輸入變量”和“輸出變量”的兩種不同狀態;(3)列出邏輯真值表。(4)寫出邏輯表達式。(5)畫出邏輯電路(邏輯圖)。【典例2】 舉重比賽有3個裁判,1個主裁判和2個副裁判。杠鈴完全舉上的裁決,由每一個裁判按下自己面前的按鈕來確定。只有當兩個或兩個以上裁判按按鈕,并且其中有一個為主裁判時,燈才亮。請設計一個舉重裁判表決電路。答案 1.分析事情的因果關系,確定輸入變量和輸出變量取3個裁判面前的3個按鈕的狀態為輸入變量,分別用A(主裁判)、B、C表示;取燈的狀態為輸出變量,用Y表示;2.定義“邏輯狀態”的含意規定按鈕按下為“1”,不按下為“0”;燈亮為“1”,不亮為“0”。3.列出邏輯真值表ABCY000000100100011010001011110111114.寫出邏輯表達式(1)在真值表中,找出那些使Y=1的輸入變量取值的組合。(2)每組輸入變量取值的組合對應一個乘積項,其中取值為1的寫入“原變量”,取值為0的寫入“反變量”。(3)將這些乘積項相加,即得到邏輯表達式Y=AB+AC5.畫出邏輯電路(邏輯圖)【變式訓練2】 設計一個樓上、樓下開關的控制邏輯電路來控制樓梯上的路燈。上樓前,用樓下開關打開電燈;上樓后,用樓上開關關掉電燈;或者在下樓前,用樓上開關打開電燈;下樓后,用樓下開關關掉電燈。答案 1.分析事情的因果關系,確定輸入變量和輸出變量取開關的狀態為輸入變量,樓上、樓下分別用A、B;取燈的狀態為輸出變量,用Y表示;2.定義“邏輯狀態”的含意規定開關按下為“1”,不按下為“0”;燈亮為“1”,不亮為“0”。3.列出邏輯真值表ABY0000111011104.寫出邏輯表達式(1)在真值表中,找出那些使Y=1的輸入變量取值的組合。(2)每組輸入變量取值的組合對應一個乘積項,其中取值為1的寫入“原變量”,取值為0的寫入“反變量”。(3)將這些乘積項相加,即得到邏輯表達式。Y=B+A5.畫出邏輯電路(邏輯圖)二、基本觸發器的組成特征及作用(c)觸發器是數字電路能將二進制數據記憶住的基本單元電路,其中簡單的一種稱為基本RS觸發器,通常由2只或非門(或2只與非門)交叉連接而成。類型邏輯圖功能表邏輯功能2只或非門構成的基本RS觸發器S RQ 0 0不變0 10 11 01 01 1不使用①置1狀態S=1,R=0,Q=1②置0狀態S=0,R=1,Q=0③保持狀態S=0,R=02只與非門構成的基本RS觸發器 Q 0 0不使用0 11 01 0 11 1不變①置1狀態S=0,R=1,Q=1②置0狀態S=1,R=0,Q=0③保持狀態S=1,R=1【典例3】 下列關于如圖所示電路的分析中,正確的是( )A.S斷開時V不發光,S閉合時V發光B.S斷開時V發光,S閉合時V不發光C.不管S閉合還是斷開,V都發光D.因為電路的初始狀態未知,所以不能確定V是否發光解析 S斷開,觸發器=1,=0,則=1,V不發光;S閉合,=0,=1,=0,V發光。答案 A【變式訓練3】 如圖所示是某同學設計的光控電路圖,以下關于發光二極管狀態的說法中,正確的是( )A.發光二極管白天一定不亮,晚上一定亮B.發光二極管白天一定亮,晚上一定不亮C.發光二極管晚上肯定亮D.發光二極管白天肯定不亮解析 晚上光敏電阻大,觸發器S=1,R=0,則Q=1,三極管導通,發光二極管發光。答案 C1.觀察如圖所示的觸發器狀態圖,以下說法不合理的是( )A.當前狀態為保持狀態B.之前的狀態為置1狀態C.這是一個由兩個或非門構成的基本觸發器D.若要Q端為低電平,則R=0,S=1解析 觸發器S=1,R=0,則Q=1;S=0,R=1,則Q=0;S=0,R=0,則Q保持上一狀態。答案 D2.如圖所示電路,先閉合開關SW1,再閉合開關SW3后,發光二極管V1、V2狀態正確的是( )A.V1滅,V2滅 B.V1滅,V2亮C.V1亮,V2滅 D.V1亮,V2亮解析 先閉合開關SW1,再閉合開關SW3后,第二列的與非門輸出1,則V1亮,V2滅。答案 C3.如圖所示電路,三極管工作在開關狀態,當A為1,B為0時,LED1、LED2的狀態分別為( )A.LED1滅、LED2滅 B.LED1滅、LED2亮C.LED1亮、LED2滅 D.LED1亮、LED2亮解析 當A為1,B為0時,V1導通,V2導通,則LED1亮、LED2滅。答案 C4.如圖所示的RS觸發器,當輸入從S=0,R=1變化為S=0,R=0,觸發器輸出Q、分別為( )A.0、0 B.0、1 C.1、0 D.1、1解析 當S=0,R=1時,Q=0,=1;當S=0,R=1時,Q和保持上一狀態。答案 B5.關于該電路的說法中,正確的是( )A.當SB1斷開、SB2閉合時,V1不發光、V2發光B.當SB1閉合、SB2斷開時,V1不發光、V2發光C.當SB1和SB2都閉合時,V1發光、V2發光D.當SB1和SB2都斷開時,V1不發光、V2不發光解析 當SB1閉合、SB2斷開時,觸發器2腳輸入1,6腳輸入0,則1腳輸出0,4腳輸出1,所以V1不發光、V2發光。答案 B1.如圖所示的實驗電路中,轉換開關S從初始位置“A”轉到“O”,再從“O”轉到“B”,則當轉換開關分別處于“A”、“O”、“B”三個位置時,發光二極管的狀態是( ) A.亮、滅、亮 B.亮、亮、滅C.滅、滅、亮 D.滅、亮、滅解析 開關S轉到“A”時,S=1,R=0,則Q=1,發光二極管亮;開關S轉到“O”時,S=0,R=0,則Q保持,Q=1,發光二極管亮;開關S轉到“B”時,S=0,R=1,則Q=0,發光二極管滅。答案 B2.某歌唱比賽計分規則如下:比賽設有2名技術評委A、B和1名音色評委C和1名表演評委D,評委們通過控制相應的A、B、C、D鍵來實現評分,技術評委每人30分,音色評委和表演評委每人20分,滿分100分。只有分數超過70分表示成功的指示燈才亮。根據上述描述,請回答以下問題:(1)設Y為指示燈,1表示燈亮,0表示燈不亮。按下鍵為1,不按鍵為0。請填寫下列真值表;ABCDY0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111(2)根據真值表寫出邏輯表達式(要求盡量將邏輯表達式化簡,并以與非門表示);(3)根據邏輯表達式畫出邏輯電路圖(用與非門表示)。答案 (1)真值表:ABCDY00000000100010000110010000101001100011101000010010101001011011000110111110111111(2)Y=ABD+ABC+ABCD=ABD+ABC=(3)3.如圖所示是舉重比賽裁判表決器的電路示意圖。舉重比賽設有1名主裁判和2名副裁判,電鍵A由主裁判控制,電鍵B和電鍵C分別由副裁判控制。規則規定,當兩個或兩個以上裁判(其中要求必有1個為主裁判)判定成功(閉合電鍵)時,表示成功的指示燈才亮。根據上述描述,請回答以下問題:(1)設Y為指示燈,1表示燈亮,0表示燈不亮。電鍵閉合為1,電鍵打開為0。補全下列的真值表:ABCY000000100100011100010111011111(2)根據真值表寫出邏輯表達式;(3)根據邏輯表達式畫出邏輯電路。答案 (1)ABCY00000010010001101000101111011111(2)Y=A(B+C)或Y=AB+AC(3)4.如圖所示是某一邏輯電路圖,其由三個與門、一個非門、一個電阻等構成。請分析邏輯電路圖,回答下列問題。(1)根據組合邏輯電路圖,寫出邏輯表達式______________________________。(2)當F輸出________(選擇填寫“高電平”、“低電平”中的一項)時,三極管導通,燈亮。(3)該邏輯組合電路的功能是__________________________________________。答案 (1)Y=AB+BC+AC (2)高電平 (3)用作三人表決器5.小明設計了如圖所示的電路,下列分析中正確的是( )A.S1閉合、S2斷開時,V1不發光,V2發光B.S1閉合、S2斷開時,V1不發光,V2不發光C.S1斷開、S2閉合時,V1不發光,V2發光D.S1斷開、S2閉合時,V1發光,V2不發光解析 S1閉合、S2斷開時,觸發器S=0,R=1,所以Q=0,=1,V1不發光,V2不發光。答案 B6.如圖所示的電路,當水杯中的水位在a、b兩個探頭之間時,V1和V2的狀態分別是( )A.V1亮、V2亮 B.V1不亮、V2亮C.V1亮、V2不亮 D.條件不足,無法判斷解析 水位在a、b之間時觸發器S=1,R=1,所以輸出端保持上一狀態,但上一狀態未知,無法判斷。答案 D7.下列四個選項中,哪一項是正確與非門組成的觸發器( )答案 C8.如圖所示的電路,下列對該電路分析正確的是( )A.按下電鍵S1后放開,再按下S2后放開,蜂鳴器發聲B.同時按下電鍵S1、S2,蜂鳴器發聲C.按下電鍵S2后放開,再按下S1后放開,蜂鳴器發聲D.電鍵S1按下S2不按下,蜂鳴器不發聲解析 按下電鍵S2后放開,再按下S1后放開,觸發器下端輸出1,蜂鳴器發聲。答案 C9.如圖所示,SW1為常閉按鈕(初始為閉合,按下時斷開),SW2初始與A端閉合,初始為狀態1,SW2由A轉換到B后為狀態2,最后按下SW1為狀態3,狀態1、狀態2、狀態3發光二極管分別為( )A.亮、亮、不亮 B.亮、不亮、亮C.不亮、亮、亮 D.不亮、亮、不亮解析 狀態1時Q輸出0,發光二極管不亮;狀態2時Q輸出1,發光二極管亮;狀態3時Q輸出1,發光二極管亮。答案 C10.如圖所示的RS觸發器電路,當Rp滑片由a向b滑動時,發光二極管D1和D2的發光情況為( )A.滑片滑動時,D1由亮變滅,D2由滅變亮B.滑片滑動時,D1由滅變亮,D2由亮變滅C.滑片滑動時,D1由滅變亮,D2由滅變亮D.滑片滑動時,D1由亮變滅,D2由亮變滅解析 當Rp滑片由a向b滑動時,觸發器上端輸出0,下端輸出1。答案 B11.如圖所示為某種三人表決器的邏輯電路圖。以下選項中能實現同樣功能的邏輯電路圖是( )解析 由題干可知Y=AB+BC+AC。A中Y=ABC;B中Y=AB+BC+AC;C中Y=A+B+C;D中Y=++。答案 B12.如圖所示的電路,說法不正確的是( )A.電路中RS觸發器的觸發信號為低電平B.開關K未按下時,LED亮,蜂鳴器不響C.開關K按下時,LED滅,蜂鳴器響D.若電阻R2短接,則開關K按下時,LED亮,蜂鳴器響解析 由于觸發器輸出Q和,LED亮和蜂鳴器響不可能同時發生。答案 D13.如圖所示電路,當輸入X=1,Y=1之后,直接變為X=0,Y=0,此時蜂鳴器的工作狀態是( )A.V1不響、V2不響 B.V1響、V2不響C.V1不響、V2響 D.V1響、V2響解析 將圖中兩個與門和兩個非門看成整體可實現類似觸發器的功能,當X=0,Y=0時,R3端輸出高電平,R4端輸出低電平。答案 B14.如圖所示是小孫在實踐室里搭的電路圖,以下有關電路分析不正確的是( )A.當光線變暗時,VL1燈亮,VL2燈滅B.當光線由暗變亮后,VL1燈亮,VL2燈滅C.不管光線亮還是滅,VL1、VL2始終不亮,可能是三極管V1虛焊D.在光線亮的情況下,按下SB1,VL1燈滅,VL2燈亮解析 三極管V1虛焊,觸發器=1,=0,則VL1燈亮,VL2燈滅。答案 C15.如圖所示電路中K為聯動開關,下列分析中正確的是( )A.未按下K時,V1、V2均不亮B.未按下K時,V1、V2的狀態無法確定C.按下K時,V1、V2保持原來的狀態D.按下K時,V1不亮、V2亮解析 未按下K時,V1亮、V2不亮;按下K時,V1不亮、V2亮。答案 D16.下列關于如圖所示電路的分析中,正確的是( )A.S斷開時,V1、V2均亮,S閉合時,V1亮、V2不亮B.S斷開時,V1、V2均亮,S閉合時,V1不亮、V2亮C.S斷開時,V1亮、V2不亮,S閉合時,V1不亮、V2亮D.S斷開時,V1不亮、V2亮,S閉合時,V1亮、V2不亮解析 S斷開時,S=0,R=1,則=1,Q=0,所以V1亮、V2不亮;S閉合時,S=1,R=0,則=0,Q=1,V1不亮、V2亮。答案 C17.如圖所示是游泳比賽中用來自動裁決優先到達者的電路,圖中輸入變量A1和A2來自設在終點線上的光電檢測管,復位按鈕S按下閉合,松開斷開。平時A1和A2輸入為0,復位按鈕S斷開。比賽開始前,按下復位按鈕S,當游泳者到達終點線時,通過光電管的作用,使相應A1、A2的輸入由0變為1,同時對應的發光二極管發光,以指示出誰首先到達終點。請根據描述和電路圖完成下列任務:(1)按下復位按鈕S時,兩個觸發器的狀態是________(在A.置“1”態;B.置“0”態;C.保持狀態中選擇合適的選項,將序號填入“________”處);(2)比賽開始前,發光二極管LED1和LED2的亮滅情況是________(在A.LED1和LED2全滅;B.LED1和LED2全亮;C.LED1亮,LED2滅;D.LED1滅,LED2亮中選擇合適的選項,將序號填入“________”處);(3)根據題意,分析圖中輸入端A1、A2和a、b、c、d、e各點在比賽開始和A1到達終點時的邏輯關系,并填寫下列真值表;A1A2abcde開始00111A1到達100110(4)根據上述真值表的分析,在圖中虛線框中畫出邏輯門電路;(5)終點線上的光電檢測管可以采用光敏二極管,當游泳者到達終點時,用手觸泳池壁,遮擋光敏二極管,使相應的輸入端A由0變為1,下列電路中,可以實現此功能的是________(在下列選項中選擇合適的選項,將序號填入“________”處)。解析 (1)按下復位按鈕S時,兩個觸發器的都為1,都為0,則Q都為0。(2)比賽開始前,兩個觸發器的都為1,都為1,則Q保持上一狀態都為0。(3)開始時A1、A2都為0,a、b都為1,所以兩個觸發器的都為1,都為1,則Q保持上一狀態,即開始前的狀態,Q都為0;A1到達后,e變為0之后,才能使a、b都變為1,兩個觸發器的都為1,都為1,則Q保持上一狀態,即保持LED1發光狀態。(4)全0出1,有1出0,所以虛線框內為或非門。(5)A中有光照時A為0,遮擋時A為1。答案 (1)B (2)A(3)A1A2abcde開始0011001A1到達1001100(4)(5)A 展開更多...... 收起↑ 資源列表 第三章第四節 數字電路的應用.pptx 第四節 數字電路的應用.doc 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫