高中物理《邏輯電路和控制電路》課件 教科版選修3-1

1、邏輯電路和控制電路邏輯電路和控制電路31 只有電子設(shè)備的輸入和輸出之只有電子設(shè)備的輸入和輸出之間形成一定的邏輯關(guān)系，電子設(shè)間形成一定的邏輯關(guān)系，電子設(shè)備才能實現(xiàn)運(yùn)算和控制。備才能實現(xiàn)運(yùn)算和控制。 往往在一個實際控制任務(wù)中遇到往往在一個實際控制任務(wù)中遇到大量的大量的“開啟開啟”和和“關(guān)閉關(guān)閉”這類最簡這類最簡單和最基本的控制動作。單和最基本的控制動作。 例如：路燈自動控制。某一時刻開啟，某一時刻關(guān)閉，例如：路燈自動控制。某一時刻開啟，某一時刻關(guān)閉，也可以是某一光照度開啟，某一光照度關(guān)閉等等。也可以是某一光照度開啟，某一光照度關(guān)閉等等。 邏輯電路是計算機(jī)和自動化設(shè)備中的重要組成部分。邏輯電路是計算

2、機(jī)和自動化設(shè)備中的重要組成部分。它是指輸出與輸入之間存在一定的邏輯關(guān)系的電路。最它是指輸出與輸入之間存在一定的邏輯關(guān)系的電路。最簡單、最直觀的邏輯電路是有觸點(diǎn)的開關(guān)電路。所謂有簡單、最直觀的邏輯電路是有觸點(diǎn)的開關(guān)電路。所謂有觸點(diǎn)的開關(guān)是指由手動或繼電器控制的開關(guān)。觸點(diǎn)的開關(guān)是指由手動或繼電器控制的開關(guān)。 教科書教科書繼電器控制實際上只有兩個狀態(tài)，即：繼電器控制實際上只有兩個狀態(tài)，即：“通通”或或“斷斷”。而目前通用的計數(shù)方法是而目前通用的計數(shù)方法是10進(jìn)位。有十個數(shù)，即：進(jìn)位。有十個數(shù)，即：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。 人們想到和牛頓同時代人們想到和牛頓同時代的德國科學(xué)家萊布尼茨提

3、的德國科學(xué)家萊布尼茨提出的二進(jìn)位制。出的二進(jìn)位制。 萊布尼茨提出的二進(jìn)位萊布尼茨提出的二進(jìn)位制，是受到了中國八卦的制，是受到了中國八卦的啟發(fā)。啟發(fā)。1988年，在北京召開年，在北京召開“二維強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)國際研討會二維強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)國際研討會”會標(biāo)。會標(biāo)。會議主要內(nèi)容：研討高溫超導(dǎo)。會議主要內(nèi)容：研討高溫超導(dǎo)。作者：吳作人作者：吳作人李政道評價：太極古式成新形，陰陽二維解超導(dǎo)。李政道評價：太極古式成新形，陰陽二維解超導(dǎo)。萊布尼茨同牛頓并稱萊布尼茨同牛頓并稱為微積分的發(fā)明者。為微積分的發(fā)明者。目前我們使用的積目前我們使用的積分符號就是萊布尼分符號就是萊布尼茨創(chuàng)造的。茨創(chuàng)造的。最早創(chuàng)造積分的目的是

4、為了求面積。最早創(chuàng)造積分的目的是為了求面積。S 1847年英國數(shù)學(xué)家布爾提出：年英國數(shù)學(xué)家布爾提出：用符號來表達(dá)語言和思維邏輯。用符號來表達(dá)語言和思維邏輯。（邏輯代數(shù)又稱布爾代數(shù)）（邏輯代數(shù)又稱布爾代數(shù)） 在布爾代數(shù)中，變量或函數(shù)的在布爾代數(shù)中，變量或函數(shù)的取值只有兩個：即取值只有兩個：即“真真”和和“假假”，或表示成或表示成“1”和和“0”。 由于有了二進(jìn)位和布爾的思想，可以將信息轉(zhuǎn)換由于有了二進(jìn)位和布爾的思想，可以將信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。就為計算機(jī)進(jìn)入我們的時代打下了基成數(shù)字信號。就為計算機(jī)進(jìn)入我們的時代打下了基礎(chǔ)。礎(chǔ)。 世界第一臺電子計算機(jī)世界第一臺電子計算機(jī)1946年研制成功。共使用年研

5、制成功。共使用了了18000個電子管，個電子管，1500個繼電器。占地個繼電器。占地1500平方英尺，平方英尺，重達(dá)重達(dá)30噸，耗電量噸，耗電量150千瓦，運(yùn)算速度為每秒千瓦，運(yùn)算速度為每秒5000次。次。目前計算機(jī)使用的目前計算機(jī)使用的“繼電器繼電器”是電子繼電是電子繼電器。器。 但要提高計算速度，目前的以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的集但要提高計算速度，目前的以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)的集成技術(shù)日益走向它的極限。成技術(shù)日益走向它的極限。目前的研發(fā)方向目前的研發(fā)方向生物計算機(jī)生物計算機(jī)量子計算機(jī)量子計算機(jī)超導(dǎo)計算機(jī)超導(dǎo)計算機(jī)光計算機(jī)光計算機(jī)AP輸入和輸出真值量表輸入和輸出真值量表輸入：開關(guān)輸入：開關(guān)“通通”和和

6、“斷斷”。若通記為若通記為“1”，則斷為，則斷為“0”。輸出：燈亮記為輸出：燈亮記為“1”，則不亮，則不亮記為記為“0”。這就出現(xiàn)輸入這就出現(xiàn)輸入“1”時與之對應(yīng)的輸出是時與之對應(yīng)的輸出是“1”還是還是“0”。這就出現(xiàn)輸入這就出現(xiàn)輸入“0”時與之對應(yīng)的輸出是時與之對應(yīng)的輸出是“0”還是還是“1”。AP0011AP輸入和輸出真值量表輸入和輸出真值量表AP1001多開關(guān)控制電路多開關(guān)控制電路BPA輸入和輸出真值量表輸入和輸出真值量表ABP000100010111“與與”門電路。門電路。與：有與：有“和和”、“跟跟”的的含義。含義。在這里有在這里有“我和你我和你”的意的意思。思。即：我和你都通才有輸

7、出即：我和你都通才有輸出的意思。的意思。人教版舉例：財務(wù)室安人教版舉例：財務(wù)室安全門。全門。生活中還有哪些事例體生活中還有哪些事例體現(xiàn)了現(xiàn)了“與與”邏輯關(guān)系？邏輯關(guān)系？PAB輸入和輸出真值量表輸入和輸出真值量表ABP000101011111相當(dāng)于教室的兩個門。相當(dāng)于教室的兩個門。輸入端一些部分處于不輸入狀態(tài)時也輸入端一些部分處于不輸入狀態(tài)時也會有輸出。會有輸出?！盎蚧颉遍T電路。門電路?；颍河谢颍河小斑x擇選擇”、“不肯定不肯定”的意思的意思人教版舉例：某寢室的人教版舉例：某寢室的4位同位同學(xué)每人都配了一把門鑰匙，每學(xué)每人都配了一把門鑰匙，每人都可以用自己的鑰匙單獨(dú)開人都可以用自己的鑰匙單獨(dú)開門，它體現(xiàn)了門，它體現(xiàn)了“或或”邏輯關(guān)系。邏輯關(guān)系。BP