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第三章 电子控制系统信号处理
第3节 走进数字电路（第1课时）
【任务一】识别基本逻辑门
回顾：两种信号
0
u
t
0
u
t
模拟信号
数字信号
【案例分析】
甲、乙、丙三人参加表决，每人面前有一个按钮，表决时，按下按钮表示同意．不按按钮表示不同意。表决结果按少数服从多数规则处理，如表决通过则绿色指示灯亮，红色指示灯不亮；反之，绿色指示灯不亮，红色指示灯亮。
表决器工作框图
　　电子控制系统的控制(处理)部分于是依据各输出信号与输入信号之间的逻辑关系(因果关系)来处理的。为处理方便，将逻辑前提和逻辑结论均用字母A、B、C等表示，显然，这些字母都应当只有“真”和“假”两个状态，且非真即假，非假即真。
实现各种逻辑关系的电路称为数字电路(或逻辑电路)。在数字电路中，“真”用高电平(“1”)表示，“假”用低电平(“0”)表示。“1”和“0”称为数字电路的真值或逻辑值。
电子控制系统控制(处理)部分的输出信号与输入信号之间存在着一定的逻辑关系，其中输出信号对应于逻辑结论，输入信号对应于逻辑前提。
甲表决 甲真值A 乙表决 乙真值B 丙表决 丙真值C 输出信号 输出真值Y
通过 1 通过 1 通过 1 绿灯 1
通过 1 通过 1 不通过 0 绿灯 1
通过 1 不通过 0 通过 1 绿灯 1
通过 1 不通过 0 不通过 0 红灯 0
不通过 0 通过 1 通过 1 绿灯 1
不通过 0 通过 1 不通过 0 红灯 0
不通过 0 不通过 0 通过 1 红灯 0
不通过 0 不通过 0 不通过 0 红灯 0
三人表决器真值表
任何复杂的逻辑关系都由“与”、“或”、“非”三种基本逻辑关系组合而成，实现这三种基本逻辑关系的电路分别称为与门(AND)、或门(OR)和非门(NOT)，它们的输入信号代表逻辑前提，输出信号代表逻辑结论。
三种基本逻辑关系
1.“与门”
“与”逻辑关系：
所有逻辑前提皆为真时，逻辑结论才为真。
进考场时检查准考证与身份证——“与”逻辑关系
【讨论】列举生活中的“与”逻辑关系的事例
举例：
1．地铁在开动时，所有车门必须关好，如有车门没关不能放行。
2．我国婚姻法规定，男女双方必须同时到场方可登记结婚。
3.走廊上有一盏节能路灯，天黑以后，有人通过并发出响声时，灯才亮，其他情况下灯不亮。
【马上行动】
两只开关控制一盏灯亮和灭的电路，在真值表内填入灯亮与否的情况。
真值表
A B L
断 断 灭
断 通 灭
通 断 灭
通 通 通
若令开关通为真，断为假；灯亮为真，不亮为假，请判断该电路是否为与逻辑关系。
实现与逻辑关系的电路称为与门。真值表的逻辑可以用1和0表示。以开关通为1，断为0，灯亮为1，灯灭为0.
A B L
断 断 灭
断 通 灭
通 断 灭
通 通 通
A B L
断 断 灭
断 通 灭
通 断 灭
通 通 通
与门：实现与逻辑关系的电路称为与门。真值表的逻辑可以用1和0表示。以开关通为1，断为0，灯亮为1，灯灭为0.
A B F
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
真值表
A
B
F
F
与门波形图
与门逻辑符号
与门
与逻辑关系在布尔代数中被定义为逻辑乘法，记作：
A B F
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
F=A×B或
F=A·B 或F=AB
口诀：全1出1，有0出0
思考
如果用3只开关串联代替电路中的2只开关串联，则该电路是否还代表与逻辑关系？如果是，请列出其真值表，并画出其逻辑符号。
+
-
A
B
C
L
&
A B C L
2.或门逻辑
“或”逻辑关系：
逻辑前提中有一个或一个以上为真，逻辑结论就为真。
【案例分析】图书馆借书中的“或门”逻辑
大学图书馆借书：
借书卡或者本校学生证都可以
1．暑假里，高二(3)班同学一起到重庆去旅游。从绍兴到重庆可以乘高铁、汽车，飞机，还可以沿长江乘轮船。
【讨论】列举生活中关于“或门”逻辑的案例
2.高一(2)班教室有2把钥匙，前门1把，后门1把，任何一道门打开都能进去。
3.班主任通知开家长会时要求：父亲来可以，母亲来也可以，父母一起来更好。
两只开关控制一盏灯亮和灭的电路，在真值表内填入灯亮与否的情况。
A B L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
真值表
　　若令开关通为真，断为假；灯亮为真，不亮为假，请判断该电路是否为或逻辑关系。
或门
实现或逻辑关系的电路称为或门。只要或门的输入端有加高电平1时，其输出端就会输出高电平1，即有1出1，全0出0。
A B L
断 断
断 通
通 断
通 通
灭
亮
亮
亮
A B L
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
真值表
A
B
F
F
或门波形图
或门逻辑符号
或门
或门真值表
A
B
F
或逻辑关系记作：F=A+B
口诀：有1出1，全0出0
3.“非门”逻辑
“非”逻辑关系：
逻辑前提为假时逻辑结论为真，逻辑前提为真时逻辑结论反而为假。
疫情时期，某单位的工作人员进单位办公均必须测体温，若体温超过38℃，则不能进入单位办公，且要进入观察室接受其他检查。这里，体温超过38℃，是逻辑前提，进单位办公和进观察室检查是两个逻辑结论。
则进单位办公与体温超过38℃之间是非逻辑关系，而进观察室检查与体温超过38℃之间则不是非逻辑关系。
一只开关控制一盏灯亮和灭的电路，在真值表内填入灯亮与否的情况。
真值表
A L
断 亮
通 灭
应对逻辑前提A、逻辑结论L的真和假如何规定，才能符合非逻辑关系的定义
开关合上为真，灯亮为真
非门
真值表
A L
断 亮
通 灭
A L
0 1
1 0
真值表
实现非逻辑关系的电路称为非门。输入端为高电平1时，其输出端为低电平0。
A L
0 1
1 0
A
F
非门
非门波形图
真值表
非门逻辑符号
非逻辑关系记作：
F=读作A非
=0， =1
重要性质：
A L
0 1
1 0
A
F
小结
与门
F=A×B
F=A·B
F=AB
A
B
F
或门
A
B
F
F=A+B
非门
A
F
F=
【练习】1.楼道照明灯的控制电路，用A和B分别表示2个单刀双掷开关的状态，“1”表示开关向上，“0”表示开关向下。用L表示灯的状态，“1”表示灯亮，“0”表示灯不亮。关于该电路的逻辑关系，下列真值表中正确的是（ ）
A
2.一个门电路的两个输入端A,B与输出端Z的波形如图所示，则可知该门电路是（ ）
A与门 B或门 C.与非门 D.或非门
C
3.或门的电路符号是（ ）
B
谢谢！

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