资源简介

课时7　逻辑电路设计(选学)
任务　体悟逻辑电路设计的步骤
设计逻辑电路是从逻辑功能要求转变到逻辑电路的过程。对于简单的逻辑电路，先确定输入输出的逻辑关系，然后用真值表加以描述，从真值表写出逻辑表达式。
逻辑电路的设计步骤为：
(1)根据事件的因果关系，确定输入量和输出量；把引起事件的原因作为“输入量”，把事件的结果作为“输出量”。
(2)定义“逻辑状态”的含义。用1和0代表输入输出变量的状态；
(3)列出____________；
(4)写出____________：
先找到输出量为1的组合，每个组合对应一个乘积项，其中输入值为1的写入原变量，输入值为0的写入反变量，最后将各乘积项相加得到逻辑表达式；
(5)根据逻辑表达式，画出逻辑电路图。
重难点　逻辑电路设计
逻辑电路设计的方法一般有两种：
(1)根据逻辑关系写真值表，再写逻辑表达式，最后画逻辑电路图；
(2)根据逻辑关系直接写逻辑表达式，再画逻辑电路图。
例1 如图所示为某一开关A、B、C控制L亮灭的电路。关于该电路的逻辑关系，下列门电路可以实现的是(　　)
变式训练1 如图所示是四个开关A、B、C、D控制L灯亮灭的电路。关于该电路的逻辑关系。下列门电路可以实现的是(　　)
例2 如下图所示是小明设计的蔬菜大棚自动报警电路示意图，Rt是负温度系数热敏电阻。当光线暗并且温度低于设定值时，蜂鸣器发声报警。图中虚线框处应选用的逻辑门是(　　)
变式训练2 如图所示是小明搭建的报警实验电路，天亮且温度高V2发光报警，其余情况不报警，其中Rt为正温度系数热敏电阻。题图虚线框位置需要设计部分电路，下列方案中不正确的是(　　)
例3 某火灾报警系统设有烟感、温感和紫外光感三种探测器。为了防止误报警，只有当其中两种或两种以上的探测器发出火灾探测信号时，报警系统才产生报警控制信号。若用A、B、C分别代表三种探测器的探测信号，探测到火灾时为高电平，未探测到时为低电平；最终是否产生报警信号为电路的输出F，用高电平表示报警，低电平表示不报警。下列选项中不能实现上述逻辑关系的是(　　)
变式训练3 某商场防疫检测通道报警系统中，A为高电平时表示顾客进入检测通道，B为高电平时表示顾客体温正常，C为高电平表示健康码为绿码。若顾客体温异常或健康码为非绿码时，F为高电平，表示系统开始报警。下列电路中能实现上述逻辑关系的是(　　)
例4 如图所示的逻辑电路，为了实现S＝1时F＝A，S＝0时F＝B，图中虚线框处应当选用(　　)
A.2个与门 B.1个或门
C.1个非门 D.2个或门
变式训练4 如图所示逻辑电路，为了实现A＝B时，F＝0；其余情况，F＝1，图中虚线框处应当选用的逻辑门对应的波形图是(　　)
1.如图所示为门窗报警电路，当门和窗都关上时，发光二极管不亮，其中S、S2是装在门窗上的微动开关，门窗关上时，S、S2闭合。虚线框处应选用的逻辑门是(　　)
2.某挑战活动中，有A、B、C三个项目，要求通过项目A，或者通过项目B和C，挑战(F)才算成功。用高电平表示通过，低电平表示不通过，高电平表示挑战成功，低电平表示挑战失败。下列选项中不能实现上述逻辑关系的是(　　)
3.如图所示的电路图，当加湿器储水箱中的水位在最高位(Max)与最低位(Min)之间时，指示灯V1灭、V2亮；当加湿器储水箱中的水位高于最高位(Max)或低于最低位(Min)之间时，指示灯V1亮、V2灭。为了实现该功能，虚线框中的逻辑电路应为(　　)
4.如图a所示由三个相同逻辑门组成的逻辑电路，为了实现图b输入与输出的关系，图a中虚线框处应当选用(　　)
A.与门 B.或门
C.与非门 D.或非门
5.如图所示的表决电路，评委通过输入高电平，否则输入低电平。两评委都通过时，V1亮，V2不亮；两评委都不通过时，V1不亮，V2不亮；两评委意见不一致时，V1不亮，V2亮。V2亮，则需提交评委会仲裁。图中虚线框内选用的单个逻辑门是(　　)
A.与门 B.或门
C.与非门 D.或非门
6.如图所示是小明设计的门窗防盗报警器的电路。夜晚一旦门或窗被开启时(此时干簧管断开)，蜂鸣器报警。下列选项中能实现上述逻辑关系的是(　　)
7.如图所示的电路中，要求在光强或者低湿，发光二极管发光。请你在虚线框中利用一块芯片实现上述功能。下列电路连线正确的是(　　)
课时7　逻辑电路设计(选学)
任务清单与知识构建
任务
(3)逻辑真值表　(4)逻辑表达式
案例导学厘清重难点
例1　D　[由电路可知，A和B是与关系，AB和C是或关系，故答案选D。]
变式训练1　D　[L灯亮的几种可能性，C闭合与D不闭合，A和B闭合与D不闭合。这几种可能性之间是或关系。故选D。]
例2　C　[当光线暗并且温度低于设定值时，蜂鸣器发出报警，光线暗时Rg阻值大，分到电压多，三极管VT1基极高电平，三极管VT1导通，集电极输出低电平；Rt是负温度系数热敏电阻，温度低时，其阻值大，分到电压多，三极管VT2基极高电平，三极管VT2导通，集电极也输出低电平；蜂鸣器响，则三极管VT3要导通，基极要高电平。当输入都是低电平时，输出才是高电平，则逻辑门是或非门。]
变式训练2　D
例3　C　[按题意，可以得到如下真值表：
A B C F
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 1
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
各选项的逻辑表达式分别为：A选项为；B选项为F＝；C选项为F＝A＋B＋C；D选项为F＝＋＋；只有C选项不符合。]
变式训练3　A　[只要A＝0，F就为0，此时B、C两个选项的F由体温和健康码解决，可以排除：A＝1时，A选项为F＝＋，D选项则为F＝·，故选A。]
例4　C　[本题考查简单的组合逻辑电路的分析、制作和测试。由题意可列如下真值表：
A B S F
1 × 1 1
0 × 1 0
× 1 0 1
× 0 0 0
由真值表可得：F＝AS＋B，设计如图所示，故选C。]
INCLUDEPICTURE"A186.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\A186.tif" \* MERGEFORMATINET
变式训练4　C　[由题图可列出真值表：
A B F
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 0
由真值表可得逻辑表达式为F＝B＋A＝，则虚线框中的逻辑表达式为＋＝AB，C项波形图符合。]
随堂达标检测
1．B
2．D　[由题意可得，逻辑表达式为F＝A＋BC；A项的逻辑表达式为F＝A＋BC；B项的逻辑表达式为F＝＝A＋BC；C项的逻辑表达式为F＝A＋BC；D项的逻辑表达式为F＝ABC。]
3．B　[根据工作原理，当加湿器储水箱中的水位在最高位(Max)与最低位(Min)之间时，虚线框输入0，1，输出为1；当加湿器储水箱中的水位高于最高位(Max)或低于最低位(Min)之间时，虚线框输入0，0或1，1，输出为0。根据逻辑关系，只有B符合。]
4．C　[根据图b，写出真值表，得出逻辑表达式为F＝AB＋AC＝AB＋AC＝。]
5．C
6．D　[由题意列出真值表，代入后可知D可行。]
A B C F
1窗开 0天黑 0报警
0门开 0天黑 0报警
7.B　[光照强，A＝1；湿度低，B＝0；发光二极管发光，F＝0；根据题干写出逻辑表达式F＝B。电源电压9 V，选择CMOS芯片；综上，B正确。](共51张PPT)
课时7　逻辑电路设计(选学)
第三章　电子控制系统的信号处理
目 录
CONTENTS
任务清单与知识构建
01
案例导学厘清重难点
02
随堂达标检测
03
课时分层训练
04
任务清单与知识构建
1
任务　体悟逻辑电路设计的步骤
设计逻辑电路是从逻辑功能要求转变到逻辑电路的过程。对于简单的逻辑电路，先确定输入输出的逻辑关系，然后用真值表加以描述，从真值表写出逻辑表达式。
逻辑电路的设计步骤为：
(1)根据事件的因果关系，确定输入量和输出量；把引起事件的原因作为“输入量”，把事件的结果作为“输出量”。
(2)定义“逻辑状态”的含义。用1和0代表输入输出变量的状态；
(3)列出____________；
(4)写出____________：
先找到输出量为1的组合，每个组合对应一个乘积项，其中输入值为1的写入原变量，输入值为0的写入反变量，最后将各乘积项相加得到逻辑表达式；
(5)根据逻辑表达式，画出逻辑电路图。
逻辑真值表
逻辑表达式
案例导学厘清重难点
2
重难点　逻辑电路设计
逻辑电路设计的方法一般有两种：
(1)根据逻辑关系写真值表，再写逻辑表达式，最后画逻辑电路图；
(2)根据逻辑关系直接写逻辑表达式，再画逻辑电路图。
例1 如图所示为某一开关A、B、C控制L亮灭的电路。关于该电路的逻辑关系，下列门电路可以实现的是(　　)
解析　由电路可知，A和B是与关系，AB和C是或关系，故答案选D。
D
变式训练1 如图所示是四个开关A、B、C、D控制L灯亮灭的电路。关于该电路的逻辑关系。下列门电路可以实现的是(　　)
解析　L灯亮的几种可能性，C闭合与D不闭合，A和B闭合与D不闭合。这几种可能性之间是或关系。故选D。
D
例2 如图所示是小明设计的蔬菜大棚自动报警电路示意图，Rt是负温度系数热敏电阻。当光线暗并且温度低于设定值时，蜂鸣器发声报警。图中虚线框处应选用的逻辑门是(　　)
C
解析　当光线暗并且温度低于设定值时，蜂鸣器发出报警，光线暗时Rg阻值大，分到电压多，三极管VT1基极高电平，三极管VT1导通，集电极输出低电平；Rt是负温度系数热敏电阻，温度低时，其阻值大，分到电压多，三极管VT2基极高电平，三极管VT2导通，集电极也输出低电平；蜂鸣器响，则三极管VT3要导通，基极要高电平。当输入都是低电平时，输出才是高电平，则逻辑门是或非门。
D
C
解析　按题意，可以得到如下真值表：
变式训练3 某商场防疫检测通道报警系统中，A为高电平时表示顾客进入检测通道，B为高电平时表示顾客体温正常，C为高电平表示健康码为绿码。若顾客体温异常或健康码为非绿码时，F为高电平，表示系统开始报警。下列电路中能实现上述逻辑关系的是(　　)
A
例4 如图所示的逻辑电路，为了实现S＝1时F＝A，S＝0时F＝B，图中虚线框处应当选用(　　)
A.2个与门 B.1个或门
C.1个非门 D.2个或门
解析　本题考查简单的组合逻辑电路的分析、制作和测试。由题意可列如下真值表：
C
变式训练4 如图所示逻辑电路，为了实现A＝B时，F＝0；其余情况，F＝1，图中虚线框处应当选用的逻辑门对应的波形图是(　　)
解析　由题图可列出真值表：
C
随堂达标检测
3
1.如图所示为门窗报警电路，当门和窗都关上时，发光二极管不亮，其中S、S2是装在门窗上的微动开关，门窗关上时，S、S2闭合。虚线框处应选用的逻辑门是(　　)
B
D
3.如图所示的电路图，当加湿器储水箱中的水位在最高位(Max)与最低位(Min)之间时，指示灯V1灭、V2亮；当加湿器储水箱中的水位高于最高位(Max)或低于最低位(Min)之间时，指示灯V1亮、V2灭。为了实现该功能，虚线框中的逻辑电路应为(　　)
B
解析　根据工作原理，当加湿器储水箱中的水位在最高位(Max)与最低位(Min)之间时，虚线框输入0，1，输出为1；当加湿器储水箱中的水位高于最高位(Max)或低于最低位(Min)之间时，虚线框输入0，0或1，1，输出为0。根据逻辑关系，只有B符合。
4.如图a所示由三个相同逻辑门组成的逻辑电路，为了实现图b输入与输出的关系，图a中虚线框处应当选用(　　)
A.与门 B.或门
C.与非门 D.或非门
C
5.如图所示的表决电路，评委通过输入高电平，否则输入低电平。两评委都通过时，V1亮，V2不亮；两评委都不通过时，V1不亮，V2不亮；两评委意见不一致时，V1不亮，V2亮。V2亮，则需提交评委会仲裁。图中虚线框内选用的单个逻辑门是(　　)
A.与门 B.或门
C.与非门 D.或非门
C
6.如图所示是小明设计的门窗防盗报警器的电路。夜晚一旦门或窗被开启时(此时干簧管断开)，蜂鸣器报警。下列选项中能实现上述逻辑关系的是(　　)
D
解析　由题意列出真值表，代入后可知D可行。
A B C F
1窗开 0天黑 0报警
0门开 0天黑 0报警
7.如图所示的电路中，要求在光强或者低湿，发光二极管发光。请你在虚线框中利用一块芯片实现上述功能。下列电路连线正确的是(　　)
B
解析　光照强，A＝1；湿度低，B＝0；发光二极管发光，F＝0；根据题干写出逻辑表达式F＝B。电源电压9 V，选择CMOS芯片；综上，B正确。
4
课时分层训练
基础巩固篇
素养提升篇
1.如图所示的电路，开关闭合为1，断开为0，灯亮为1，灯灭为0，下列选项中能实现上述逻辑关系的是(　　)
D
解析　该题可以将真值表列出，再比较选项真值表。
2.如图所示是花房喷雾降温控制电路，Rt为正温度系数热敏电阻。花房内湿度低且温度高时，才启动水泵喷雾降温。采用或非门进行组合设计后，接入虚线框，需要________个或非门实现该功能(提示：三极管导通时，J－1吸合)。
A.1个 B.2个
C.3个 D.4个
B
3.如图所示是小明设计的公筷放回提醒电路，他设计了一个餐盘底座，在餐盘底下安置力敏电阻Rx(受力越大，阻值越大)来检测盘内食物的重量。餐盘底座放置公筷处设有光敏电阻，公筷放置正常后遮挡了光源。若餐盘底座上的食物重量低于设定值或筷子放回在餐盘底座放置公筷处，蜂鸣器不报警，否则蜂鸣器报警。为了实现该功能，虚线框中的逻辑电路应为(　　)
C
4.如图所示是某逻辑电路输入信号A、B与输出F之间的波形图，以下不能实现该电路功能的组合是(　　)
A.1个与门和2个非门
B.1个或门和1个非门
C.2个与非门
D.2个或非门
D
5.某工程项目验收，有A、B、C三个评委，其中必须有两个或两个以上评委评审通过才能通过。用高电平表示通过，低电平表示不通过，下列选项中能实现上述逻辑关系的是(　　)
B
解析　由题意可知，必须有两个或两个以上评委评审通过才能通过，即输出F与A、B、C之间的逻辑表达式为F＝AB＋AC＋BC；A项的逻辑表达式为F＝A·(B＋C)·BC＝ABC；B项的逻辑表达式为F＝A·(B＋C)＋BC＝AB＋AC＋BC；C项的逻辑表达式为F＝ABC·(B＋C)＝ABC；D项的逻辑表达式为F＝A＋BC＋B＋C＝A＋B＋C。
6.投影机在白天使用时，经常要拉上窗帘以提高投影效果。现要设计白天时如关闭投影机，教室窗帘能自动打开的功能。A为1代表白天，为0代表黑夜；B为1代表投影机开，为0代表投影机关；F为1代表窗帘打开，为0代表窗帘关闭。以下能实现的控制电路是(　　)
A
7.如图a所示的电路中，要实现图b的输入输出逻辑功能，在虚线框1和虚线框2中分别应加入的门为(　　)
B
图a
图b
A.与门　与非 B.与门　与门
C.或门　或门 D.与门　或门
解析　根据图b的输入输出逻辑功能，可推出以下真值表：
A B C D R S
× 0 0 × 0 0
1 1 1 0 1 0
0 1 1 1 0 1
因此：R＝AB，S＝CD，答案选B。
8.如图所示的逻辑电路，现要求B＝0时，F＝0；B＝1时F＝A＋C，虚线框1和虚线框2中选用的逻辑门分别是(　　)
D
解析　从B＝1时F＝A＋C，如果两个或非门输出分别为A和C，则虚线框2中为或门就可以了，而要使得上述结论成立，只要虚线框1输出低电平即可，这样可推得虚线框1中有个非门即可。而当B＝0时，F＝0也成立，所以上述推理成立。能够完成这个逻辑的只有D选项，所以正确选项应该为D。
A.与门和或门 B.与非门和或非门
C.与门和或非门 D.与非门和或门
1.如图所示是某一逻辑电路及其真值表，则图中虚线框所缺的电路可能是(　　)
A
B
2.小明准备设计用于计算两个一位二进制相加的电路。输入信号A和B表示两个加数，输出信号C表示进位，输出信号D表示和数，电路功能如表所示。下列逻辑电路能实现要求的是(　　)
解析　代入功能表的数据可知，B符合要求，可实现功能。
加数A 加数B 进位C 和数D
0 0 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
1 1 1 0
D
解析　先观察，会发现CD的异同，从而锁定错误答案在CD中。逻辑运算熟练的同学一眼能看出CD结果互异。
D
解析　由题意，必须有C＝1，总分才有可能大于6分，才可以顺利过关F＝1，有如图真值表，F＝(A＋B)·C，可知D不能满足。
A B C F
1 1 1 1
1 0 1 1
0 1 1 1
0 0 1 0
* * 0 0
C
解析　C项中，白天时B点为“0”，当门打开，A点又为“0”，此时触发器为保持状态，灯亮情况取决于之前的状态。若之前是晚上开门的情况(A为0、B为1，V2亮V1不亮)，当天色变亮，灯的情况不变，C、D不反转，无法实现所要求的功能。其他三个选项，A、B均为0、0时，根据与非门特性(有0出1)，均可实现功能；禁用态也是一种状态，此时不作为触发器使用，但具有逻辑门的基本功能。
C
6.如图所示是温度控制指示电路，利用发光二极管V1发光指示电热丝加热状态，Rt为负系数热敏电阻，图中虚线框中缺少部分电路，下列选项中接入图中虚线框能实现温度区间控制指示的是(　　)
解析　此题中首先应明确，a点为输入点，b、c均为输出点。温度低时，a＝1，b＝1，c＝1，V1点亮；温度处于控制区间时，a点电位要使触发器处于保持状态，即b＝1，c＝0；温度较高时，a＝0，b＝0，c＝0，V1不发光。选项C符合题意。
A
7.小明设计了如图所示的水箱水位控制系统，当水位低于下限时，或者低于上限且按下手动加水按钮时，发光二极管V都会亮，表示启动水泵往水箱加水；当水位高于上限时，V灭，表示停止加水。题图虚线框位置应选用的逻辑门是(　　)
解析　设低水位探头为L，高水位探头为H，按钮输入信号为S。根据题目描述，当L＝0或H、S都为0时，A＝0，发光二极管V亮；当H＝1时，此时无论是否按下S，V都会灭。所以虚线框内的逻辑关系为有0出0，选与门。
A.与门 B.或门
C.与非门 D.或非门
B
8.如图所示逻辑电路，为了实现 S＝0 时，F＝A，图中虚线框处可选用1个(　　)
A.或门 B.或非门
C.与门 D.与非门

展开更多......

收起↑