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(共53张PPT)
电子控制系统的信号处理
三、 走进数字电路
第三章
1. 逻辑门
（1）基本逻辑门
类型 与门 或门 非门
逻辑表达式 F＝AB F＝A＋B F＝
逻辑符号
逻辑功能 有0出0，全1出1 有1出1，全0出0 有0出1，有1出0
真值表
波形图
（2）组合逻辑门
类型 与非门 或非门
逻辑表达式 F＝ F＝
逻辑符号
逻辑功能 全1出0，有0出1 全0出1，有1出0
真值表
波形图
（3）由二极管、三极管构成的逻辑门
2. 常用数字集成电路
（1）晶体三极管和MOS管的开关特性
门电路是用晶体三极管或MOS管构成的电路，现在都已集成化，
是一种数字集成电路。
在数字电路中，用电平的高和低来代表逻辑1和逻辑0。
①晶体三极管的开关特性
晶体三极管截止状态相当于开关断开，饱和状态相当于开关闭合，
因而可以当作开关使用。
饱和状态：条件——基级输入信号足够大（高电平）；现象——三
极管流过的电流较大，而硅三极管的Uce≈0.3 V（低电平）。
截止状态：条件——输入信号足够小（低电平）；现象——三极管
没有电流流过，Uce≈Vcc（高电平）。
②MOS管的开关特性
MOS管同样工作在截止或导通两种状态，因而可以当作开关使
用。
③三极管与MOS管的区别：普通晶体三极管是电流控制的器件，即基
极必须注入电流才能使三极管导通，而MOS管属于电压控制器件，在
其栅极与源极之间加适当的电压就能使MOS管导通。
（2）数字集成电路
①TTL集成电路：电路由普通三极管构成，其特点是速度快，允许负载
流过的电流较大，抗静电能力强，但其功耗较大。
②CMOS集成电路：电路由MOS管构成，其特点是功耗低，但缺点是
工作速度较TTL低，允许负载流过的电流较TTL小，容易损坏，使用时
要注意保护。
③TTL集成电路的标准直流电源电压为5 V，CMOS集成电路的直流电
源电压可以是3—18 V，两者在同一电路中使用时要注意电位相等。
3. 触发器
（1）含义
数字电路中能将二进制数据记住的基本单元电路称为触发器。其中
最简单的一种称为基本触发器。
（2）两只或非门组成的基本RS触发器
（3）两只与非门组成的基本RS触发器
（4）工作状态
①置1状态：若S端加触发信号（高电平），R端不加触发信号，即S＝
1，R＝0，输出Q＝1，基本触发器被置于1状态，此过程称为置1。
②置0状态：若R端加触发信号（高电平），S端不加触发信号，即S＝
0，R＝1，输出Q＝0，基本触发器被置于0状态，此过程称为置0。
③保持状态：无论置1还是置0，当触发信号结束后（S＝0，R＝0），
基本触发器的状态保持不变。
注：S和R端不能同时加触发信号。
3. 组合逻辑电路设计
（1）逻辑代数基本公式
（2）组合逻辑
【项目情境】小陆老师参加了学校特色班招生面试活动，其中某项面试
环节有3位评委，其中一位是主评委。考生表演后，每位评委会用笔在
纸上画“√”和画“×”，只有当两名或两名以上评委画“√”，并且其
中一位评委是主评委时，才会表示该考生成功通过当前面试环节。为节
约用纸保护环境，实现无纸化面试，学校委托小陆老师设计一个有主评
委的表决电路，请技术组的同学们共同帮忙设计。
【任务1】　技术组的李虹和同学们接到设计任务后思考能否用逻辑门
电路实现功能，下列逻辑门及功能正确的是（　C　）
A. 与门：有1出0，全0出1
B. 或门：有0出0，全1出1
C. 与非门：有0出1，全1出0
D. 或非门：有1出1，全0出0
C
【任务2】　李虹和同学们约定三位评委分别用A（主评委）、B、C表
示，他们表决意见有“同意”和“不同意”， 绿色发光二极管用F表
示，灯“亮”表示“面试成功”，灯“灭”表示“面试失败”。他们根
据功能需求设计了以下4种电路，其中不合理的是（　D　）
A. B. C. D.
D
【任务3】　在项目评价过程中，李虹组的组员提出创新评分一般，提
出网上有“无主评委”的三人表决电路售卖，我们设计的表决电路能否
集成它的功能，既能实现有主评委的三人表决功能，又能实现无主评委
的三人表决功能。即设计一个“双功能三人表决电路”，使得三人表决
电路具有通用性，让设计的产品更具备竞争力，使得创新评分更高。请
在原有的电路基础上进行设计，要求使用尽可能少的与非门。约定F1为
有主评委表决器输出，F2为无主评委表决器输出。
逻辑门
1. 下列四个电路中，不论输入信号A、B为何值，输出Y恒为0的电路是
（　D　）
　　　　　　
A. B. C. D.
【解析】 与非门的逻辑功能是全1出0、有0出1，或非门的逻辑功能是
全0出1、有1出0，Y值恒为0，则D项符合题意。
D
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2. 要使下列三个逻辑电路的输出相同，则A、B应取（　C　）
A. A＝0，B＝0 B. A＝0，B＝1
C. A＝1，B＝0 D. A＝1，B＝1
【解析】 将数值代入逻辑电路中，A＝0、B＝0，F1＝0、F2＝1、F3＝
0；A＝0、B＝1，F1＝1、F2＝1、F3＝0；A＝1、B＝0，F1＝0、F2＝
0、F3＝0；A＝1、B＝1，F1＝0、F2＝1、F3＝0。
C
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3. 下列电路中实现的逻辑关系与其他三项不．同．的是（　C　）
　　　　　　
A. B. C. D.
【解析】 C项是与门，其他均是或门。
C
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4. 与如图所示电路图对应的逻辑门电路是（　A　）
　　　　　　
A. B. C. D.
【解析】 由题图可知，F与A、B、C之间存在与非的关系，即F＝
。
A
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5. 某快递分拣装置配有A、B、C三条皮带传动带，送货方向为
A→B→C。为防止物品在传动带上堆积，造成落地损坏，要求C停止运
转时B必停，B停A必停，否则就发出警报信号。若用A、B、C分别代
表各条传动带的工作状态，运转时为高电平，停止运转时为低电平；最
终是否发出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。下列逻辑表达式中，符合上述逻辑关系的是（　A　）
A. F＝A＋B
B. F＝··
C. F＝AB＋C
D. F＝A＋＋
A
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【解析】 由题干可知，要求C停止运转时B必停，B停A必停，否则就发
出警报信号，则可得逻辑表达式为F＝A＋B。
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6. 下列四个逻辑电路图中，与表达式Y＝的逻辑关系不．一．致．的是
（　D　）
　　　　　　
A. B. C. D.
【解析】 D项逻辑表达式为Y＝。
D
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7. 某校学生加入科技兴趣小组需经过三位评委A、B、C的投票。至少
两位及以上的评委投赞成票时，该学生即可加入（F）。用高电平表示
赞成，低电平表示不赞成，相关选项中，不．能．实现上述逻辑关系的是
（　D　）
D
A. B. C. D.
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【解析】 根据题干描述可列出逻辑表达式为F＝AB＋AC＋BC，A、
B、C项皆符合；D项逻辑表达式为F＝··，不符合题意。
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8. 如图所示为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　）
A B F
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 1
　　　　　　
A
A. B. C. D.
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【解析】 根据真值表可得逻辑表达式为F＝A＋，如图所示标记：
由图可知，F＝，与非门实现逻辑非需C＝1或C＝＝B，C不可
能恒等于1，故虚线框中选择与门。
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9. 如图所示的逻辑电路，为了实现S＝0时F＝A，S＝1时F＝B，图中虚
线框处应当选用（　A　）
A. 1个与门 B. 1个或门
C. 1个与非门 D. 1个或非门
【解析】 如图所示标记，当S＝0时，C＝A、D＝1，F＝A，即A＝0
时、F为0，A＝1时、F为1；当S＝1时，C＝1，D＝B，F＝B。所以这
个门电路的逻辑是“有0出0，全1出1”，为与门。
A
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10. 如图所示的信号处理电路，ui为输入信号，uo为输出信号。下列输
出波形与输入波形关系中，可能的是（　A　）
　　　　　　
A. B. C. D.
A
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【解析】 当ui输入低电平时，二极管截止，非门输入低电平，uo输出高
电平；当ui输入从低电平变为高电平时，二极管导通，电容开始充电，
非门输入低电平，uo输出高电平，电容充电至一定大小后，非门输入高
电平，即输出uo在保持一段时间高电平后变为低电平；当ui输入由高电
平变为低电平时，二极管截止，电容开始通过R2放电，非门输入高电
平，uo输出低电平，电容放电低于一定大小后，非门输入低电平，即输
出uo在保持一段时间低电平后变为高电平。
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11. 某等级考试中，有A、B、C三个考核项目，要求A必须通过，同时
B、C中至少有一项通过，等级考试（F）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　）
　　　　　　
A. B. C. D.
B
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【解析】 由题意可知，真值表为：
A B C F
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
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由真值表可知逻辑表达式为：F＝AC＋AB＋ABC＝AC＋AB，故B
项符合题意。
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12. 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　　（　C　）
A. 2个与门 B. 1个或门
C. 1个非门 D. 2个或门
C
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【解析】 根据题意“S＝1时F＝A，S＝0时F＝B”和题图可列出真
值表：
A B S F
1 × 1 1
0 × 1 0
× 1 0 1
× 0 0 0
由真值表可得逻辑表达式为F＝AS＋B，将表达式带入题图，可知缺少
一个非门。
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13. 根据如图所示的电路，下列分析中，正确的是（　B　）
A. VD2始终不发光
B. S断开时，VD1不发光，VD2发光
C. S断开时，VD1发光，VD2不发光
D. S闭合时，VD1发光，VD2发光
B
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【解析】 S断开时，电路中上面的与门两个输入，上端为1，下端为0，
输出为0；下面的与门两个输入，其中上端为0，因此输出为0；右边的
或非门两个输入为0，输出为1，二极管VD2正极为高电平，负极接地为
低电平，因此VD2发光，而二极管VD1正极为低电平，因此VD1不发
光，A、C项错误，B项正确。S闭合时，二极管VD1正极接高电平，负
极接地为低电平，因此VD1发光，电路中上面的与门两个输入均为1，
输出为1，下面的与门两个输入上面的为1，右边的或非门上面的输入为
1，输出为0，二极管VD2正极为低电平，因此VD2不发光，D项错误。
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14. 根据如图所示的电路，下列分析中，不．正．确．的是（　D　）
A. S1接地、S2接电源，LED发光
B. S1接地、S2接地，LED不发光
C. S1接电源、S2接地，LED发光
D. S1接电源、S2接电源，LED发光
【解析】 当S1、S2均接电源时，左侧与非门输入端为“11”，则其输出
为0，从而使中间两个与非门的输出均为1，使右侧与非门输出0，三极
管截止，LED不发光。
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15. 如图所示为光线监测报警电路。光线正常时不报警，光线过暗时
VD1发光、蜂鸣器发声，光线过强时VD2发光、蜂鸣器发声。下列分析
中，不．正．确．的是（　D　）
A. 蜂鸣器发声过程中，通过R4的电流基本不变
B. 电路中三个逻辑门均起到逻辑非的作用
C. Rp1滑动端信号是模拟信号，VD2正极是数字信号
D. 光线过强时，Rp1滑动端电位低于Rp2滑动端电位
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【解析】 A项，光线过强或过暗蜂鸣器都发声，VD1和VD2中有一个导
通，若发光二极管VD1、VD2型号相同，导通压降相同，通过R4的电流
基本不变；B项，与非门1个输入端接6 V，或非门1个输入端接地，不会
影响输出，起到逻辑非的作用；C项，Rp1滑动端信号为光线连续变化的
信号，是模拟信号，逻辑门输出数字信号，VD2正极只可能等于其导通
电压或6 V，是数字信号；D项，光线过暗和光线过亮无法比较Rp1滑动
端电位与Rp2滑动端电位，当光线正常时不报警时，VD1、VD2都不发
光，与非门和或非门都输出1，Rp1滑动端输入1，Rp2滑动端输入0，则
Rp1滑动端电位高于Rp2滑动端电位。
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16. 如图所示的电路，Rt为负温度系数热敏电阻。温度在设定范围内
时，A点为高电位，B点为低电位。下列分析中，正确的是（　D　）
A. 温度低于设定范围下限时，VD5不发光
B. 温度在设定范围内时，VD3不发光
C. 温度高于设定范围上限时，VD4不发光
D. 温度在设定范围内时，VD4、VD5都不发光
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【解析】 如图所示标记，当温度低于设定范围下限时，Rt阻值增大，G
为高电位，则A、B两点都为高电位，C、D两点则为低电位，F点为高
电位，VD5发光，A项错误；温度在设定范围内时，A点为高电位，B点
为低电位，则C点为低电位，D点为高电位，E点为高电位，F点为低电
位，VD3发光，VD4、VD5都不发光，B项错误，D项正确；温度高于设
定范围上限时，Rt阻值减小，G点为低电位，则A、B两点都为低电位，
C、D两点都为高电位，E点为低电位，VD4发光，C项错误。
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17. 如图所示的双限水位报警电路，要实现：当水位高于高水位或者低
于低水位时，发光二极管VD发光报警，其余情况，VD都不发光。题图
虚线框中应选用的1个逻辑门是　（　C　）
A. 与非门 B. 或非门
C. 与门 D. 或门
C
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【解析】 只有当水位处于高、低之间，VD不发光，此时各点电平如图所示，排除A、B。同理当水位高于高水位或者低于低水位时，a，b的电平均为一高一低，c为低，故选与门。
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18. 如图所示为土壤湿度报警电路，下列关于该电路的分析，正确的是
（　C　）
A. 当土壤湿度过小时，无源蜂鸣器发出蜂鸣声
B. 当土壤湿度过大时，电容C处于充电过程
C. 在蜂鸣器发出蜂鸣声时发现频率太低，可将电容C换小
D. 用两个或非门替换图中的两个与非门，电路功能不变
C
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【解析】 A. 与非门组成的振荡器为高电平触发，当土壤湿度过大
时，无源蜂鸣器发出蜂鸣声；B. 当土壤湿度过大时，电容C处于放
电过程；C. 在蜂鸣器发声时，振荡器周期与C有关，发现频率太
低，可将电容C换小，减小振荡周期；D. 用两个或非门替换图中的
两个与非门，电路高电平触发变为低电平触发，当土壤湿度过小
时，无源蜂鸣器发出蜂鸣声。
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19. 如图所示为信号处理电路，ui为输入信号，uo为输出信号，三极管
VT工作在开关状态。下列输出波形与输入波形的关系中，正确的是
（　D　）
　　　　　　
A. B. C. D.
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【解析】
当ui输入为0时，由于充好的电几乎是秒放，uo立刻为0
当ui输入为1时，由于要慢慢充，uo延时出1
由上分析，变uo随ui变0几乎同时，变1要延时。
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谢谢大家第三章　电子控制系统的信号处理
三、 走进数字电路
1. 逻辑门
（1）基本逻辑门
类型 与门 或门 非门
逻辑表达式 F＝AB F＝A＋B F＝
逻辑符号
逻辑功能 有0出0，全1出1 有1出1，全0出0 有0出1，有1出0
真值表 ABF000100010111
ABF000101011111
AF0110
波形图
（2）组合逻辑门
类型 与非门 或非门
逻辑表达式 F＝ F＝
逻辑符号
逻辑功能 全1出0，有0出1 全0出1，有1出0
真值表 ABF001101011110
ABF001100010110
波形图
（3）由二极管、三极管构成的逻辑门
2. 常用数字集成电路
（1）晶体三极管和MOS管的开关特性
门电路是用晶体三极管或MOS管构成的电路，现在都已集成化，是一种数字集成电路。
在数字电路中，用电平的高和低来代表逻辑1和逻辑0。
①晶体三极管的开关特性
晶体三极管截止状态相当于开关断开，饱和状态相当于开关闭合，因而可以当作开关使用。
饱和状态：条件——基级输入信号足够大（高电平）；现象——三极管流过的电流较大，而硅三极管的Uce≈0.3 V（低电平）。
截止状态：条件——输入信号足够小（低电平）；现象——三极管没有电流流过，Uce≈Vcc（高电平）。
②MOS管的开关特性
MOS管同样工作在截止或导通两种状态，因而可以当作开关使用。
③三极管与MOS管的区别：普通晶体三极管是电流控制的器件，即基极必须注入电流才能使三极管导通，而MOS管属于电压控制器件，在其栅极与源极之间加适当的电压就能使MOS管导通。
（2）数字集成电路
①TTL集成电路：电路由普通三极管构成，其特点是速度快，允许负载流过的电流较大，抗静电能力强，但其功耗较大。
②CMOS集成电路：电路由MOS管构成，其特点是功耗低，但缺点是工作速度较TTL低，允许负载流过的电流较TTL小，容易损坏，使用时要注意保护。
③TTL集成电路的标准直流电源电压为5 V，CMOS集成电路的直流电源电压可以是3—18 V，两者在同一电路中使用时要注意电位相等。
3. 触发器
（1）含义
数字电路中能将二进制数据记住的基本单元电路称为触发器。其中最简单的一种称为基本触发器。
（2）两只或非门组成的基本RS触发器
（3）两只与非门组成的基本RS触发器
（4）工作状态
①置1状态：若S端加触发信号（高电平），R端不加触发信号，即S＝1，R＝0，输出Q＝1，基本触发器被置于1状态，此过程称为置1。
②置0状态：若R端加触发信号（高电平），S端不加触发信号，即S＝0，R＝1，输出Q＝0，基本触发器被置于0状态，此过程称为置0。
③保持状态：无论置1还是置0，当触发信号结束后（S＝0，R＝0），基本触发器的状态保持不变。
注：S和R端不能同时加触发信号。
3. 组合逻辑电路设计
（1）逻辑代数基本公式
　　
（2）组合逻辑
【项目情境】小陆老师参加了学校特色班招生面试活动，其中某项面试环节有3位评委，其中一位是主评委。考生表演后，每位评委会用笔在纸上画“√”和画“×”，只有当两名或两名以上评委画“√”，并且其中一位评委是主评委时，才会表示该考生成功通过当前面试环节。为节约用纸保护环境，实现无纸化面试，学校委托小陆老师设计一个有主评委的表决电路，请技术组的同学们共同帮忙设计。
【任务1】　技术组的李虹和同学们接到设计任务后思考能否用逻辑门电路实现功能，下列逻辑门及功能正确的是（　C　）
A. 与门：有1出0，全0出1 B. 或门：有0出0，全1出1
C. 与非门：有0出1，全1出0 D. 或非门：有1出1，全0出0
【任务2】　李虹和同学们约定三位评委分别用A（主评委）、B、C表示，他们表决意见有“同意”和“不同意”， 绿色发光二极管用F表示，灯“亮”表示“面试成功”，灯“灭”表示“面试失败”。他们根据功能需求设计了以下4种电路，其中不合理的是（　D　）
A. B.
C. D.
【任务3】　在项目评价过程中，李虹组的组员提出创新评分一般，提出网上有“无主评委”的三人表决电路售卖，我们设计的表决电路能否集成它的功能，既能实现有主评委的三人表决功能，又能实现无主评委的三人表决功能。即设计一个“双功能三人表决电路”，使得三人表决电路具有通用性，让设计的产品更具备竞争力，使得创新评分更高。请在原有的电路基础上进行设计，要求使用尽可能少的与非门。约定F1为有主评委表决器输出，F2为无主评委表决器输出。
逻辑门
.
1. 下列四个电路中，不论输入信号A、B为何值，输出Y恒为0的电路是（　D　）
A. B.
C. D.
【解析】 与非门的逻辑功能是全1出0、有0出1，或非门的逻辑功能是全0出1、有1出0，Y值恒为0，则D项符合题意。
2. 要使下列三个逻辑电路的输出相同，则A、B应取（　C　）
　　　　
A. A＝0，B＝0
B. A＝0，B＝1
C. A＝1，B＝0
D. A＝1，B＝1
【解析】 将数值代入逻辑电路中，A＝0、B＝0，F1＝0、F2＝1、F3＝0；A＝0、B＝1，F1＝1、F2＝1、F3＝0；A＝1、B＝0，F1＝0、F2＝0、F3＝0；A＝1、B＝1，F1＝0、F2＝1、F3＝0。
3. 下列电路中实现的逻辑关系与其他三项不同的是（　C　）
A. B.
C. D.
【解析】 C项是与门，其他均是或门。
4. 与如图所示电路图对应的逻辑门电路是（　A　）
A. B.
C. D.
【解析】 由题图可知，F与A、B、C之间存在与非的关系，即F＝。
5. 某快递分拣装置配有A、B、C三条皮带传动带，送货方向为A→B→C。为防止物品在传动带上堆积，造成落地损坏，要求C停止运转时B必停，B停A必停，否则就发出警报信号。若用A、B、C分别代表各条传动带的工作状态，运转时为高电平，停止运转时为低电平；最终是否发出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。下列逻辑表达式中，符合上述逻辑关系的是（　A　）
A. F＝A＋B
B. F＝··
C. F＝AB＋C
D. F＝A＋＋
【解析】 由题干可知，要求C停止运转时B必停，B停A必停，否则就发出警报信号，则可得逻辑表达式为F＝A＋B。
6. 下列四个逻辑电路图中，与表达式Y＝的逻辑关系不一致的是（　D　）
A. B.
C. D.
【解析】 D项逻辑表达式为Y＝。
7. 某校学生加入科技兴趣小组需经过三位评委A、B、C的投票。至少两位及以上的评委投赞成票时，该学生即可加入（F）。用高电平表示赞成，低电平表示不赞成，相关选项中，不能实现上述逻辑关系的是（　D　）
A. B.
C. D.
【解析】 根据题干描述可列出逻辑表达式为F＝AB＋AC＋BC，A、B、C项皆符合；D项逻辑表达式为F＝··，不符合题意。
8. 如图所示为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　）
A B F
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 1
A. B.
C. D.
【解析】 根据真值表可得逻辑表达式为F＝A＋，如图所示标记：
由图可知，F＝，与非门实现逻辑非需C＝1或C＝＝B，C不可能恒等于1，故虚线框中选择与门。
9. 如图所示的逻辑电路，为了实现S＝0时F＝A，S＝1时F＝B，图中虚线框处应当选用（　A　）
A. 1个与门 B. 1个或门
C. 1个与非门 D. 1个或非门
【解析】 如图所示标记，当S＝0时，C＝A、D＝1，F＝A，即A＝0时、F为0，A＝1时、F为1；当S＝1时，C＝1，D＝B，F＝B。所以这个门电路的逻辑是“有0出0，全1出1”，为与门。
10. 如图所示的信号处理电路，ui为输入信号，uo为输出信号。下列输出波形与输入波形关系中，可能的是（　A　）
A. B.
C. D.
【解析】 当ui输入低电平时，二极管截止，非门输入低电平，uo输出高电平；当ui输入从低电平变为高电平时，二极管导通，电容开始充电，非门输入低电平，uo输出高电平，电容充电至一定大小后，非门输入高电平，即输出uo在保持一段时间高电平后变为低电平；当ui输入由高电平变为低电平时，二极管截止，电容开始通过R2放电，非门输入高电平，uo输出低电平，电容放电低于一定大小后，非门输入低电平，即输出uo在保持一段时间低电平后变为高电平。
11. 某等级考试中，有A、B、C三个考核项目，要求A必须通过，同时B、C中至少有一项通过，等级考试（F）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　）
A. B.
C. D.
【解析】 由题意可知，真值表为：
A B C F
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0
1 0 0 0
1 0 1 1
1 1 0 1
1 1 1 1
由真值表可知逻辑表达式为：F＝AC＋AB＋ABC＝AC＋AB，故B项符合题意。
12. 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　　（　C　）
A. 2个与门 B. 1个或门
C. 1个非门 D. 2个或门
【解析】 根据题意“S＝1时F＝A，S＝0时F＝B”和题图可列出真值表：
A B S F
1 × 1 1
0 × 1 0
× 1 0 1
× 0 0 0
由真值表可得逻辑表达式为F＝AS＋B，将表达式带入题图，可知缺少一个非门。
13. 根据如图所示的电路，下列分析中，正确的是（　B　）
A. VD2始终不发光
B. S断开时，VD1不发光，VD2发光
C. S断开时，VD1发光，VD2不发光
D. S闭合时，VD1发光，VD2发光
【解析】 S断开时，电路中上面的与门两个输入，上端为1，下端为0，输出为0；下面的与门两个输入，其中上端为0，因此输出为0；右边的或非门两个输入为0，输出为1，二极管VD2正极为高电平，负极接地为低电平，因此VD2发光，而二极管VD1正极为低电平，因此VD1不发光，A、C项错误，B项正确。S闭合时，二极管VD1正极接高电平，负极接地为低电平，因此VD1发光，电路中上面的与门两个输入均为1，输出为1，下面的与门两个输入上面的为1，右边的或非门上面的输入为1，输出为0，二极管VD2正极为低电平，因此VD2不发光，D项错误。
14. 根据如图所示的电路，下列分析中，不正确的是（　D　）
A. S1接地、S2接电源，LED发光
B. S1接地、S2接地，LED不发光
C. S1接电源、S2接地，LED发光
D. S1接电源、S2接电源，LED发光
【解析】 当S1、S2均接电源时，左侧与非门输入端为“11”，则其输出为0，从而使中间两个与非门的输出均为1，使右侧与非门输出0，三极管截止，LED不发光。
15. 如图所示为光线监测报警电路。光线正常时不报警，光线过暗时VD1发光、蜂鸣器发声，光线过强时VD2发光、蜂鸣器发声。下列分析中，不正确的是（　D　）
A. 蜂鸣器发声过程中，通过R4的电流基本不变
B. 电路中三个逻辑门均起到逻辑非的作用
C. Rp1滑动端信号是模拟信号，VD2正极是数字信号
D. 光线过强时，Rp1滑动端电位低于Rp2滑动端电位
【解析】 A项，光线过强或过暗蜂鸣器都发声，VD1和VD2中有一个导通，若发光二极管VD1、VD2型号相同，导通压降相同，通过R4的电流基本不变；B项，与非门1个输入端接6 V，或非门1个输入端接地，不会影响输出，起到逻辑非的作用；C项，Rp1滑动端信号为光线连续变化的信号，是模拟信号，逻辑门输出数字信号，VD2正极只可能等于其导通电压或6 V，是数字信号；D项，光线过暗和光线过亮无法比较Rp1滑动端电位与Rp2滑动端电位，当光线正常时不报警时，VD1、VD2都不发光，与非门和或非门都输出1，Rp1滑动端输入1，Rp2滑动端输入0，则Rp1滑动端电位高于Rp2滑动端电位。
16. 如图所示的电路，Rt为负温度系数热敏电阻。温度在设定范围内时，A点为高电位，B点为低电位。下列分析中，正确的是（　D　）
A. 温度低于设定范围下限时，VD5不发光
B. 温度在设定范围内时，VD3不发光
C. 温度高于设定范围上限时，VD4不发光
D. 温度在设定范围内时，VD4、VD5都不发光
【解析】 如图所示标记，当温度低于设定范围下限时，Rt阻值增大，G为高电位，则A、B两点都为高电位，C、D两点则为低电位，F点为高电位，VD5发光，A项错误；温度在设定范围内时，A点为高电位，B点为低电位，则C点为低电位，D点为高电位，E点为高电位，F点为低电位，VD3发光，VD4、VD5都不发光，B项错误，D项正确；温度高于设定范围上限时，Rt阻值减小，G点为低电位，则A、B两点都为低电位，C、D两点都为高电位，E点为低电位，VD4发光，C项错误。
17. 如图所示的双限水位报警电路，要实现：当水位高于高水位或者低于低水位时，发光二极管VD发光报警，其余情况，VD都不发光。题图虚线框中应选用的1个逻辑门是　（　C　）
A. 与非门 B. 或非门
C. 与门 D. 或门
【解析】 只有当水位处于高、低之间，VD不发光，此时各点电平如图所示，排除A、B。同理当水位高于高水位或者低于低水位时，a，b的电平均为一高一低，c为低，故选与门。
18. 如图所示为土壤湿度报警电路，下列关于该电路的分析，正确的是（　C　）
A. 当土壤湿度过小时，无源蜂鸣器发出蜂鸣声
B. 当土壤湿度过大时，电容C处于充电过程
C. 在蜂鸣器发出蜂鸣声时发现频率太低，可将电容C换小
D. 用两个或非门替换图中的两个与非门，电路功能不变
【解析】 A. 与非门组成的振荡器为高电平触发，当土壤湿度过大时，无源蜂鸣器发出蜂鸣声；B. 当土壤湿度过大时，电容C处于放电过程；C. 在蜂鸣器发声时，振荡器周期与C有关，发现频率太低，可将电容C换小，减小振荡周期；D. 用两个或非门替换图中的两个与非门，电路高电平触发变为低电平触发，当土壤湿度过小时，无源蜂鸣器发出蜂鸣声。
19. 如图所示为信号处理电路，ui为输入信号，uo为输出信号，三极管VT工作在开关状态。下列输出波形与输入波形的关系中，正确的是（　D　）
A. B.
C. D.
【解析】
当ui输入为0时，由于充好的电几乎是秒放，uo立刻为0
当ui输入为1时，由于要慢慢充，uo延时出1
由上分析，变uo随ui变0几乎同时，变1要延时。
1. 数字电路中有一类具有记忆功能的单元电路。下列电路中，若输入端A的初始值均为低电平，当输入一个高电平脉冲信号后，输出端F能输出并保持高电平的电路是（　A　）
A. B.
C. D.
【解析】 数字电路中具有记忆功能的单元电路是触发器。
2. 如图所示为小明设计的两个低温报警电路，其中VT为硅三极管，G1为四2输入与门芯片中的一个门，下列说法中，不正确的是（　D　）
a b
A. A点和B点的信号为模拟信号，C点信号为数字信号
B. 图b中的G1属于CMOS芯片
C. 图a和图b中的Rt都为负系数热敏电阻
D. 图a和图b中的VD发光时，其亮度一样
【解析】 图a中A点信号为模拟信号，Rt阻值增大，VT导通后，VD亮度会随之变化；图b中B点信号为模拟信号，C点信号为数字信号，VT导通后，VD亮度直接是最大值，故VD刚发光时，两图中亮度不一样。
3. 七个LED数码管如图b所示，每段笔画由一个发光二极管来显示，数码管中七个发光二极管的连接如图a所示。若MN输入端的信号由M＝1，N＝0变为M＝1，N＝1，数码管的显示是（　B　）
a
b
A. 一直显示数字“5”
B. 一直显示数字“2”
C. 从“2”变到“5”
D. 从“5”变到“2”
【解析】 当M＝1，N＝0，触发器输出1，后面与非门输出0，则LED灯A、B、D、E、G发光，C、F熄灭，显示“2”，当M＝1，N＝1，触发器处于保持状态，依旧显示“2”。
4. 如图所示为某报警电路（发光二极管点亮）。报警时，输入端ABC的信号组合是（　B　）
A. 110 B. 111
C. 010 D. 101
【解析】 采用倒推法，可以判断出是111组合。
5. 如图所示的电路中，初始状态下按钮开关S1和S2闭合。下列关于该电路的分析，错误的是（　C　）
A. 初始状态下，发光二极管VD1熄灭，VD2亮起
B. 开关S2断开，S1无论闭合还是断开，发光二极管的状态都不发生变化
C. 发光二极管VD1和VD2有可能同时亮或同时熄灭
D. 保持S2闭合，断开S1，发光二极管VD1亮起；闭合S1，VD1熄灭
【解析】 如图所示标记，A项，初始状态下，A＝1、B＝1，D＝0、C＝1，E＝0、F＝1，发光二极管VD1熄灭，VD2亮起；B项，开关S2断开，B＝0，C＝1、D＝1，触发器处于保持状态，与开关S1的开闭无关；C项，E和F不能同时为0，所以发光二极管VD1和VD2不可能同时亮或同时熄灭；D项，保持S2闭合，断开S1，A＝0、B＝1，D＝1、C＝0，E＝1、F＝0，发光二极管VD1亮起，此时闭合S1，A＝1、B＝1，D＝0、C＝1，E＝0、F＝1，发光二极管VD1熄灭。
6. 如图所示的电路，当水杯中的水位在a、b两个探头之间时，VD1和VD2的状态分别是（　D　）
A. VD1亮、VD2亮
B. VD1不亮、VD2亮
C. VD1亮、VD2不亮
D. 条件不足，无法判断
【解析】 水位探头在a、b之间时，触发器处于保持状态，因为不知道初始状态，无法判断VD1、VD2的状态。
7. 如图所示的电路中包含一个基本触发器，A、B为输入端，电路接通电源后，静候一段时间，下列关于该电路的说法，正确的是（　A　）
A. 当A输入0时，不管B输入0还是1，均是VD1不亮，VD2亮
B. 当B输入1时，不管A输入0还是1，均是VD1亮，VD2不亮
C. 如果接通电源时，VD1亮且触发器处于保持状态，则VD1将始终亮
D. 不管A、B的输入，均是VD1不亮，VD2亮
【解析】 如图所示标记，A项，当A输入为0时，C＝0，E＝0、F＝1，VD1不亮，VD2亮，与B的输入无关；B项，当B输入为1时，C＝0，E＝0、F＝1，VD1不亮，VD2亮，与A的输入无关；C项，因为触发器一输入端接入非门，不可能处于保持状态；D项，当A输入1，B输入为0时，VD1和VD2状态不能确定。
8. 小明设计了如图所示的电路，下列选项中，输出端F的波形与输入端A、B的波形对应正确的是（　D　）
A. B.
C. D.
【解析】 由逻辑电路可列出A、B与F之间的真值表：
A B F
1 1 1
1 0 保持
0 0 保持
0 1 0
将真值表带入波形图可得D项正确。
9. 如图所示为一个由与非门组成的、具有自动复位功能的抢答器实验电路。按键按下接通，释放断开。默认初始状态，电容器处于充满电状态。有关说法中不正确的是（　A　）
A. S1、S2均未按时，两灯LED1和LED2均亮
B. 先按S1立即再按S2，灯LED1亮，而持续发光期间灯LED2不亮
C. 先按S2立即再按S1，灯LED2亮，而持续发光期间灯LED1不亮
D. 增大R1、R2可延长亮灯持续时间
【解析】 A项，S1、S2均未按时，触发器处于不使用状态，两灯LED1、LED2均不亮；B项，先按S1，触发器两输入端为左1右0，输出为左0右1，LED1亮，LED2不亮，立即按下S2，触发器处于保持状态，LED1亮，LED2不亮；C项，先按S2，触发器两输入端为左0右1，输出为左1右0，LED2亮，LED1不亮，立即按下S1，触发器处于保持状态，LED2亮，LED1不亮；D项，R1、R2的阻值增大，电容C1、C2的充放电时间变长，灯亮的持续时间变长。
10. 小明设计了一款纺织机过载欠压报警器控制电路，要求报警器在过载或欠压时报警，电压恢复后保持报警，并具有复位功能。其中S是可回弹按键开关，虚线框1内为门电路，虚线框2内为门电路构成的RS触发器。下列补全该电路合适的芯片是　（　A　）
A.
B.
C.
D.
【解析】 由题意可知，虚线框2中为门电路构成的触发器，可排除C、D项；电压恢复后具有保持功能，此时虚线框2下输入端为1，即当两输入端为1时，触发器处于保持状态，为与非门触发器，A项正确。完整的电路图如图所示：
11. 如图所示为光控灯实验电路，S按下时接通，松开后断开。下列分析中，正确的是（　B　）
A. 光线足够强，按下S时VD2发光，松开S时VD2不发光
B. 光线足够暗，按下S时VD2不发光，松开S时VD2发光
C. S松开且VD2不发光时，光线变化不会改变VD2的发光情况
D. VD2发光时，按动S不会改变VD2的发光情况
【解析】 光线足够强，Rg阻值小，VD3不导通，按下S时，VT截止，VD1导通，通过电阻R3使VD2的负极为高电平，VD2不发光，A项错误；按下S时，VT截止，VD1导通，通过电阻R3使VD2的负极为高电平，VD2不发光，松开S时，VT导通，VD1截止，光线足够暗，Rg阻值大，VD3导通，通过R5、R4使VD2正极为高电平，下面的非门输入为高电平，输出为低电平，使VD2负极为低电平，VD2发光，B项正确；由B项的分析可知，松开S且VD2不发光时，光线变得足够暗的情况下，VD2会发光，C项错误；由B项的分析可知，VD2发光时，按动S，VD2不发光，D项错误。
12. 关于如图所示电路的分析，正确的是（　A　）
A. S断开时VD不发光，S闭合时VD发光
B. S断开时VD发光，S闭合时VD不发光
C. 不管S闭合还是断开，VD都发光
D. 因为电路的初始状态未知，所以不能确定VD是否发光
【解析】 开关S断开时，与非门触发器的输入信号为上1下0，输出为1，发光二极管VD不发光；S闭合时，与非门触发器的输入信号为上0下1，输出为0，发光二极管VD发光。
13. 如图所示的电路，初始时S1、S2都处于断开状态，下列分析中，正确的是（　B　）
A. 初始状态，VD1、VD2不发光
B. S2闭合后，S1对VD1、VD2不起作用
C. S1闭合、S2断开后，VD1发光，VD2不发光
D. S1、S2都闭合后，VD1、VD2发光
【解析】 本题考查逻辑门和触发器的应用。初始状态，S1、S2都处于断开状态，分析如下，由此可知VD1发光，VD2不发光，A项错误；
S2闭合后，分析如下，由此可知后面两个与非门触发器处于保持状态，VD1、VD2是否发光不受影响，即S1对VD1、VD2不起作用，B项正确；
S1闭合，S2断开后，分析如下，由此可知VD2发光，VD1不发光，C项错误；
S1、S2都闭合后，分析如下，由此可知后面两个与非门触发器处于保持状态，VD1、VD2是否发光不受影响，VD1、VD2的发光状态保持在S1、S2都断开的状态，即VD1发光，VD2不发光，D项错误。
14. 如图所示为小明设计的窗户自动开关电路，当窗户未关闭时，若检测到窗外光线较暗或下雨时，该电路能实现自动关闭窗户（注：窗户关闭时，干簧管闭合）。为了实现电路功能，虚线框中的逻辑电路应为（　C　）
A. B.
C. D.
【解析】 由题图可列出真值表：
A B C Y
1 1 1 0
0 1 1 0
1 0 1 0
0 0 1 0
1 1 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
0 0 0 1
由真值表可得逻辑表达式为Y＝·＋·。A项的逻辑表达式为Y＝＋＝＋＋；B项的逻辑表达式为Y＝·＝；C项的逻辑表达式为Y＝（＋）·＝·＋·；D项的逻辑表达式为Y＝＝。
15. 如图所示为小明同学在科技节上设计的高温报警电路，能够实现温度高时蜂鸣器响，从而实现报警功能。请回答下列问题：
（1）根据功能判断，Rt是　B　（单选，填字母）；
A. 正温度系数热敏电阻
B. 负温度系数热敏电阻
（2）若想提高报警温度，下列措施中，合理的是　B　（单选，填字母）；
A. 将Rp1调大
B. 将Rp1调小
C. 将三极管换成PNP型
（3）该控制电路在使用一段时间之后突然出现了故障，无论温度如何变化，蜂鸣器一直报警，下列故障原因的分析中，可能的是　AB　（多选，填字母）；
A. 三极管短路
B. Rt短路
C. Rp2短路
（4）利用74LS00中的三个与非门来代替电路中所使用的触发器，可以适当调整Rp2和Rp3的大小，使其保持原有的功能。请在下图虚线框中完成电路连线。
【解析】 （1）温度高时，蜂鸣器响，三极管VT导通，Q高电平，则S为高电平，Rt阻值小，温度高阻值小，Rt是负温度系数热敏电阻。　（2）提高报警温度，Rt阻值小，可调小Rp1。　（3）三极管短路，蜂鸣器一直报警；Rt短路，S一直输入高电平，三极管VT导通，蜂鸣器一直响；Rp2短路，R一直为高电平，三极管截止，蜂鸣器一直不响。
16. 小明设计了如图所示的玄关照明控制电路。希望晚上开门时亮灯，关门后延时熄灭。其中干簧管安装在门框上，磁铁安装在门上，开门时干簧管断开，关门时闭合。电路中三极管与二极管均为硅管。请回答下列问题：
（1）为实现电路功能，关于题图虚线框中的电路，下列分析中正确的是　B　（单选，填字母）；
A. 可选用1个与非门
B. 可选用2个与非门
C. 可选用1个或非门
D. 可选用2个或非门
（2）若想让环境光线更暗，开门时才亮灯，下面操作可行的是　A　（单选，填字母）；
A. 调大Rp　B. 调小Rp　C. 调小R5
（3）若发现晚上开门时，灯未点亮，下列分析的原因中，可能的是　AC　（多选，填字母）；
A. VD1正负极接反了
B. C1虚焊
C. VT2的be极连焊
（4）若在晚上光线变亮，VT1发射极电位　A　（单选，填字母）；
A. 下降 B. 上升 C. 不变
（5）在调试过程中，小明发现灯泡的灯光对电路造成影响，引起灯光闪烁，于是决定采用一块四2输入或非门芯片对电路进行改进。请在虚线框中完成电路设计。
【解析】 （1）当且仅当晚上开门时亮灯，即当A为1且B为1时，F出1，选用与门逻辑，根据题目情景可搭接如图所示电路实现与逻辑。
（2）光线更暗，Rg阻值增大，为保持输出结果不变，则Rp应调大；逻辑电路输出数字信号，所以调节R5与光控灵敏度无关。　（3）A项，VD1反接作用是保护三极管，当正接时导通将继电器J短路，灯泡不发光；B项，当F为低电平时，C1放电起延时作用，虚焊不影响高电平时VT2导通，故灯泡能正常发光；C项，VT2的be极短路，VT2截止，继电器不工作，灯泡不发光。　（4）光线变亮，Rg阻值减小，VT1基极电位降低，VT1从导通状态趋于截止，发射极电位下降。
（5）引起闪烁的原因是，灯泡光线照射在光明电阻上导致VT1截止，当A输出为0时可考虑引入触发器的保持作用。或非门触发器输入00保持，则可对B做非处理。电路设计图如答图所示。
17. 如图a所示为某学校的通道闸机，小明为其设计了如图b所示的实验电路。人脸识别正确时A点（或B点）为高电平，体温检测正常时E点为高电平。当A点和E点同时为高电平，或者B点为高电平时，VD3发光，代表闸门打开；人在规定的时间内通过进校（或出校）检测传感器时，VD1（或VD2）发出的光被遮挡，VD4发光，代表闸门关闭。人离开人脸识别检测区时，A点（或B点）为低电平；延时器输出的高电平比A点（或B点）高电平的持续时间长5秒。请回答下列问题：
a
b
（1）进校时人脸识别不正确，D点的电平为　B　（在“A. 高电平；B. 低电平；C. 不能确定”中选择合适的选项，将字母填入“　　　　”处）；
（2）请使用合适的逻辑门，补全题图b虚线框1中的电路，要求电路简单；
【答案】
（3）小明调试闸机时发现实验电路存在问题，在出校人脸识别正确时，　C　（在“A. 人未出校，闸门的打开与关闭间隔5秒交替进行；B. 闸门打开又立刻关闭；C. 闸门打开后人离开闸机返回校内，门保持开启；D. 人在闸门打开5秒内已出校，闸门仍延时至5秒关闭”中选择合适的选项，将字母填入“　　　　”处）。
【解析】 （1）人脸识别不正确，A点为低电平，VT2截止，VT1截止，则D点为低电平。　（2）根据题干可知，标记关键点分析：
进校时，A点和E点同时为1时，VD3发光，代表闸门打开，则G为1，F为0，所以I为0，H为1，所以下面的或门的输入端都是00，上面的或门有1出1。而A为1时，VT2导通，VT1导通，光线没有遮挡，D＝0，这时B＝0，C＝0。同理，出校时，B＝1，C＝0，这时A＝0，D＝0。所以C点和点连在下面的或门，A点和E点同时为高电平或B点为高电平时，连在上面的或门。　（3）进校时A点（人脸识别正确）和E点（体温检测正常）为1时，H出1，此时人没有经过进校（光线）检测区，A为1，C为0，B为0，D也为0，所以I为0，此时G为1，F为0，闸机打开。当人脸离开识别和体温检测区时，A、E为0，故此时H和I均为0，保持打开；当人脸离开识别和体温检测区后，延时5秒高电平，人进入进校（光线）检测区时，Rg1阻值变大，D为1，I为1，H仍为0，所以F为1，G为0，闸机关闭；人经过进校（光线）检测区后，Rg1受光照影响阻值变小，D为0，I为0，H为0，保持关闭。当出现人脸识别正确并离开识别检测区后，但人没有经过出校（光线）检测区，会导致闸机打开后，保持打开状态。同理出校时也会经历闸机打开，保持打开，闸机关闭，保持关闭的过程。人一旦5秒内能经过出校（光线）检测区，闸机正常关闭（有可能时间不到5秒），如果人未经过出校（光线）检测区，闸机不会关闭（不受延时器控制）。
18. 小明去大田港旁边的东方湖游玩，看到当大田港水位明显高于东方湖水位时，管理人员就将进水闸门打开，让大田港的清水注入东方湖；当东方湖的水位上涨到与大田港水位相同或大田港的水变浑时，就关闭闸门。回来后小明设计了如图所示的进水闸门控制实验电路，用发光二极管VD1和光敏电阻Rg来检测水的清澈程度，用水位差检测传感器的触点d1与d2、d3的接触状态反映大田港水位与东方湖水位的变化状态。普通二极管和三极管均为硅管。IC为电压比较器，V＋＞V－时输出高电平，V＋＜V－时输出低电平。请回答下列问题：
（1）当水的清澈度下降时，VT集电极电位　B　（在“A. 下降；B. 上升；C. 不变”中选择合适的选项，将字母填入“　　　　”处）；
（2）当水清澈时，水位差检测传感器触点d1与d2接触，VD5发光；触点d1与d3接触，VD6发光；触点d1与d2、d3均不接触，VD5、VD6保持原来的发光状态。当水变浑时，无论d1处于什么位置，都是VD6发光。请你用不超过四个2输入或非门设计虚线框位置的电路，实现上述功能；
【答案】
或
（3）小明对设计好的电路进行调试，发现水变浑时VD5没有熄灭，VD6也不发光。调整措施中不起作用的是　A　（在“A. 减小R5；B. 减小R4；C. 减小R2”中选择合适的选项，将字母填入“　　　　”处）。
【解析】 （1）当水清澈度下降，VD1的光照减弱，Rg的电阻变大，三极管VT的基极电压变小，三极管趋近于截止状态，集电极电位上升。　（2）根据条件得知C点与d1、d2有关，A点与d1、d3有关；由灯亮情况反向分析，如图所示，当VD5发光时，R为0，S为1（只是标记一下，R和S可以更换），结合或非门的逻辑关系，有1出0；当VD6发光时，R为1，结合清晰度低，VD1一直亮，列出如下两个真值表：
B C S A B R
0 0 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1
1 0 0 1 0 1
1 1 0 1 1 1
可得S＝·C＝·＝，R＝A＋B＝。根据逻辑表达式画出逻辑电路，接法如答图所示。（3）水变浑浊时，无论d1处于什么位置，都是VD6发光，此时B为高电平。由于二极管导通电压为0.7 V，三个串联二极管导通电压为2.1V，所以改变R5没有影响。第三章　电子控制系统的信号处理
三、 走进数字电路
1. 逻辑门
（1）基本逻辑门
类型 与门 或门 非门
逻辑表达式 F＝AB F＝A＋B F＝
逻辑符号
逻辑功能 有0出0，全1出1 有1出1，全0出0 有0出1，有1出0
真值表 ABF000100010111
ABF000101011111
AF0110
波形图
（2）组合逻辑门
类型 与非门 或非门
逻辑表达式 F＝ F＝
逻辑符号
逻辑功能 全1出0，有0出1 全0出1，有1出0
真值表 ABF001101011110
ABF001100010110
波形图
（3）由二极管、三极管构成的逻辑门
2. 常用数字集成电路
（1）晶体三极管和MOS管的开关特性
门电路是用晶体三极管或MOS管构成的电路，现在都已集成化，是一种数字集成电路。
在数字电路中，用电平的高和低来代表逻辑1和逻辑0。
①晶体三极管的开关特性
晶体三极管截止状态相当于开关断开，饱和状态相当于开关闭合，因而可以当作开关使用。
饱和状态：条件——基级输入信号足够大（高电平）；现象——三极管流过的电流较大，而硅三极管的Uce≈0.3 V（低电平）。
截止状态：条件——输入信号足够小（低电平）；现象——三极管没有电流流过，Uce≈Vcc（高电平）。
②MOS管的开关特性
MOS管同样工作在截止或导通两种状态，因而可以当作开关使用。
③三极管与MOS管的区别：普通晶体三极管是电流控制的器件，即基极必须注入电流才能使三极管导通，而MOS管属于电压控制器件，在其栅极与源极之间加适当的电压就能使MOS管导通。
（2）数字集成电路
①TTL集成电路：电路由普通三极管构成，其特点是速度快，允许负载流过的电流较大，抗静电能力强，但其功耗较大。
②CMOS集成电路：电路由MOS管构成，其特点是功耗低，但缺点是工作速度较TTL低，允许负载流过的电流较TTL小，容易损坏，使用时要注意保护。
③TTL集成电路的标准直流电源电压为5 V，CMOS集成电路的直流电源电压可以是3—18 V，两者在同一电路中使用时要注意电位相等。
3. 触发器
（1）含义
数字电路中能将二进制数据记住的基本单元电路称为触发器。其中最简单的一种称为基本触发器。
（2）两只或非门组成的基本RS触发器
（3）两只与非门组成的基本RS触发器
（4）工作状态
①置1状态：若S端加触发信号（高电平），R端不加触发信号，即S＝1，R＝0，输出Q＝1，基本触发器被置于1状态，此过程称为置1。
②置0状态：若R端加触发信号（高电平），S端不加触发信号，即S＝0，R＝1，输出Q＝0，基本触发器被置于0状态，此过程称为置0。
③保持状态：无论置1还是置0，当触发信号结束后（S＝0，R＝0），基本触发器的状态保持不变。
注：S和R端不能同时加触发信号。
3. 组合逻辑电路设计
（1）逻辑代数基本公式
　　
（2）组合逻辑
【项目情境】小陆老师参加了学校特色班招生面试活动，其中某项面试环节有3位评委，其中一位是主评委。考生表演后，每位评委会用笔在纸上画“√”和画“×”，只有当两名或两名以上评委画“√”，并且其中一位评委是主评委时，才会表示该考生成功通过当前面试环节。为节约用纸保护环境，实现无纸化面试，学校委托小陆老师设计一个有主评委的表决电路，请技术组的同学们共同帮忙设计。
【任务1】　技术组的李虹和同学们接到设计任务后思考能否用逻辑门电路实现功能，下列逻辑门及功能正确的是（　 　）
A. 与门：有1出0，全0出1 B. 或门：有0出0，全1出1
C. 与非门：有0出1，全1出0 D. 或非门：有1出1，全0出0
【任务2】　李虹和同学们约定三位评委分别用A（主评委）、B、C表示，他们表决意见有“同意”和“不同意”， 绿色发光二极管用F表示，灯“亮”表示“面试成功”，灯“灭”表示“面试失败”。他们根据功能需求设计了以下4种电路，其中不合理的是（　 　）
A. B.
C. D.
【任务3】　在项目评价过程中，李虹组的组员提出创新评分一般，提出网上有“无主评委”的三人表决电路售卖，我们设计的表决电路能否集成它的功能，既能实现有主评委的三人表决功能，又能实现无主评委的三人表决功能。即设计一个“双功能三人表决电路”，使得三人表决电路具有通用性，让设计的产品更具备竞争力，使得创新评分更高。请在原有的电路基础上进行设计，要求使用尽可能少的与非门。约定F1为有主评委表决器输出，F2为无主评委表决器输出。
逻辑门
.
1. 下列四个电路中，不论输入信号A、B为何值，输出Y恒为0的电路是（　 　）
A. B.
C. D.
2. 要使下列三个逻辑电路的输出相同，则A、B应取（　 　）
　　　　
A. A＝0，B＝0
B. A＝0，B＝1
C. A＝1，B＝0
D. A＝1，B＝1
3. 下列电路中实现的逻辑关系与其他三项不同的是（　 　）
A. B.
C. D.
4. 与如图所示电路图对应的逻辑门电路是（　 　）
A. B.
C. D.
5. 某快递分拣装置配有A、B、C三条皮带传动带，送货方向为A→B→C。为防止物品在传动带上堆积，造成落地损坏，要求C停止运转时B必停，B停A必停，否则就发出警报信号。若用A、B、C分别代表各条传动带的工作状态，运转时为高电平，停止运转时为低电平；最终是否发出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。下列逻辑表达式中，符合上述逻辑关系的是（　 　）
A. F＝A＋B
B. F＝··
C. F＝AB＋C
D. F＝A＋＋
6. 下列四个逻辑电路图中，与表达式Y＝的逻辑关系不一致的是（　 　）
A. B.
C. D.
7. 某校学生加入科技兴趣小组需经过三位评委A、B、C的投票。至少两位及以上的评委投赞成票时，该学生即可加入（F）。用高电平表示赞成，低电平表示不赞成，相关选项中，不能实现上述逻辑关系的是（　 　）
A. B.
C. D.
8. 如图所示为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 F
0 0 1
0 1 0
1 0 1
1 1 1
A. B.
C. D.
9. 如图所示的逻辑电路，为了实现S＝0时F＝A，S＝1时F＝B，图中虚线框处应当选用（　 　）
A. 1个与门 B. 1个或门
C. 1个与非门 D. 1个或非门
10. 如图所示的信号处理电路，ui为输入信号，uo为输出信号。下列输出波形与输入波形关系中，可能的是（　 　）
A. B.
C. D.
11. 某等级考试中，有A、B、C三个考核项目，要求A必须通过，同时B、C中至少有一项通过，等级考试（F）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（　 　）
A. B.
C. D.
12. 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
13. 根据如图所示的电路，下列分析中，正确的是（　 　）
A. VD2始终不发光
B. S断开时，VD1不发光，VD2发光
C. S断开时，VD1发光，VD2不发光
D. S闭合时，VD1发光，VD2发光
14. 根据如图所示的电路，下列分析中，不正确的是（　 　）
A. S1接地、S2接电源，LED发光
B. S1接地、S2接地，LED不发光
C. S1接电源、S2接地，LED发光
D. S1接电源、S2接电源，LED发光
15. 如图所示为光线监测报警电路。光线正常时不报警，光线过暗时VD1发光、蜂鸣器发声，光线过强时VD2发光、蜂鸣器发声。下列分析中，不正确的是（　 　）
A. 蜂鸣器发声过程中，通过R4的电流基本不变
B. 电路中三个逻辑门均起到逻辑非的作用
C. Rp1滑动端信号是模拟信号，VD2正极是数字信号
D. 光线过强时，Rp1滑动端电位低于Rp2滑动端电位
16. 如图所示的电路，Rt为负温度系数热敏电阻。温度在设定范围内时，A点为高电位，B点为低电位。下列分析中，正确的是（　 　）
A. 温度低于设定范围下限时，VD5不发光
B. 温度在设定范围内时，VD3不发光
C. 温度高于设定范围上限时，VD4不发光
D. 温度在设定范围内时，VD4、VD5都不发光
17. 如图所示的双限水位报警电路，要实现：当水位高于高水位或者低于低水位时，发光二极管VD发光报警，其余情况，VD都不发光。题图虚线框中应选用的1个逻辑门是　（　 　）
A. 与非门 B. 或非门
C. 与门 D. 或门
18. 如图所示为土壤湿度报警电路，下列关于该电路的分析，正确的是（　 　）
A. 当土壤湿度过小时，无源蜂鸣器发出蜂鸣声
B. 当土壤湿度过大时，电容C处于充电过程
C. 在蜂鸣器发出蜂鸣声时发现频率太低，可将电容C换小
D. 用两个或非门替换图中的两个与非门，电路功能不变
19. 如图所示为信号处理电路，ui为输入信号，uo为输出信号，三极管VT工作在开关状态。下列输出波形与输入波形的关系中，正确的是（　 　）
A. B.
C. D.
1. 数字电路中有一类具有记忆功能的单元电路。下列电路中，若输入端A的初始值均为低电平，当输入一个高电平脉冲信号后，输出端F能输出并保持高电平的电路是（　 　）
A. B.
C. D.
2. 如图所示为小明设计的两个低温报警电路，其中VT为硅三极管，G1为四2输入与门芯片中的一个门，下列说法中，不正确的是（　 　）
a b
A. A点和B点的信号为模拟信号，C点信号为数字信号
B. 图b中的G1属于CMOS芯片
C. 图a和图b中的Rt都为负系数热敏电阻
D. 图a和图b中的VD发光时，其亮度一样
3. 七个LED数码管如图b所示，每段笔画由一个发光二极管来显示，数码管中七个发光二极管的连接如图a所示。若MN输入端的信号由M＝1，N＝0变为M＝1，N＝1，数码管的显示是（　 　）
a
b
A. 一直显示数字“5”
B. 一直显示数字“2”
C. 从“2”变到“5”
D. 从“5”变到“2”
4. 如图所示为某报警电路（发光二极管点亮）。报警时，输入端ABC的信号组合是（　 　）
A. 110 B. 111
C. 010 D. 101
5. 如图所示的电路中，初始状态下按钮开关S1和S2闭合。下列关于该电路的分析，错误的是（　 　）
A. 初始状态下，发光二极管VD1熄灭，VD2亮起
B. 开关S2断开，S1无论闭合还是断开，发光二极管的状态都不发生变化
C. 发光二极管VD1和VD2有可能同时亮或同时熄灭
D. 保持S2闭合，断开S1，发光二极管VD1亮起；闭合S1，VD1熄灭
6. 如图所示的电路，当水杯中的水位在a、b两个探头之间时，VD1和VD2的状态分别是（　 　）
A. VD1亮、VD2亮
B. VD1不亮、VD2亮
C. VD1亮、VD2不亮
D. 条件不足，无法判断
7. 如图所示的电路中包含一个基本触发器，A、B为输入端，电路接通电源后，静候一段时间，下列关于该电路的说法，正确的是（　 　）
A. 当A输入0时，不管B输入0还是1，均是VD1不亮，VD2亮
B. 当B输入1时，不管A输入0还是1，均是VD1亮，VD2不亮
C. 如果接通电源时，VD1亮且触发器处于保持状态，则VD1将始终亮
D. 不管A、B的输入，均是VD1不亮，VD2亮
8. 小明设计了如图所示的电路，下列选项中，输出端F的波形与输入端A、B的波形对应正确的是（　 　）
A. B.
C. D.
9. 如图所示为一个由与非门组成的、具有自动复位功能的抢答器实验电路。按键按下接通，释放断开。默认初始状态，电容器处于充满电状态。有关说法中不正确的是（　 　）
A. S1、S2均未按时，两灯LED1和LED2均亮
B. 先按S1立即再按S2，灯LED1亮，而持续发光期间灯LED2不亮
C. 先按S2立即再按S1，灯LED2亮，而持续发光期间灯LED1不亮
D. 增大R1、R2可延长亮灯持续时间
10. 小明设计了一款纺织机过载欠压报警器控制电路，要求报警器在过载或欠压时报警，电压恢复后保持报警，并具有复位功能。其中S是可回弹按键开关，虚线框1内为门电路，虚线框2内为门电路构成的RS触发器。下列补全该电路合适的芯片是　（　 　）
A.
B.
C.
D.
11. 如图所示为光控灯实验电路，S按下时接通，松开后断开。下列分析中，正确的是（　 　）
A. 光线足够强，按下S时VD2发光，松开S时VD2不发光
B. 光线足够暗，按下S时VD2不发光，松开S时VD2发光
C. S松开且VD2不发光时，光线变化不会改变VD2的发光情况
D. VD2发光时，按动S不会改变VD2的发光情况
12. 关于如图所示电路的分析，正确的是（　 　）
A. S断开时VD不发光，S闭合时VD发光
B. S断开时VD发光，S闭合时VD不发光
C. 不管S闭合还是断开，VD都发光
D. 因为电路的初始状态未知，所以不能确定VD是否发光
13. 如图所示的电路，初始时S1、S2都处于断开状态，下列分析中，正确的是（　 　）
A. 初始状态，VD1、VD2不发光
B. S2闭合后，S1对VD1、VD2不起作用
C. S1闭合、S2断开后，VD1发光，VD2不发光
D. S1、S2都闭合后，VD1、VD2发光
14. 如图所示为小明设计的窗户自动开关电路，当窗户未关闭时，若检测到窗外光线较暗或下雨时，该电路能实现自动关闭窗户（注：窗户关闭时，干簧管闭合）。为了实现电路功能，虚线框中的逻辑电路应为（　 　）
A. B.
C. D.
15. 如图所示为小明同学在科技节上设计的高温报警电路，能够实现温度高时蜂鸣器响，从而实现报警功能。请回答下列问题：
（1）根据功能判断，Rt是 （单选，填字母）；
A. 正温度系数热敏电阻
B. 负温度系数热敏电阻
（2）若想提高报警温度，下列措施中，合理的是 （单选，填字母）；
A. 将Rp1调大
B. 将Rp1调小
C. 将三极管换成PNP型
（3）该控制电路在使用一段时间之后突然出现了故障，无论温度如何变化，蜂鸣器一直报警，下列故障原因的分析中，可能的是 （多选，填字母）；
A. 三极管短路
B. Rt短路
C. Rp2短路
（4）利用74LS00中的三个与非门来代替电路中所使用的触发器，可以适当调整Rp2和Rp3的大小，使其保持原有的功能。请在下图虚线框中完成电路连线。
16. 小明设计了如图所示的玄关照明控制电路。希望晚上开门时亮灯，关门后延时熄灭。其中干簧管安装在门框上，磁铁安装在门上，开门时干簧管断开，关门时闭合。电路中三极管与二极管均为硅管。请回答下列问题：
（1）为实现电路功能，关于题图虚线框中的电路，下列分析中正确的是 （单选，填字母）；
A. 可选用1个与非门
B. 可选用2个与非门
C. 可选用1个或非门
D. 可选用2个或非门
（2）若想让环境光线更暗，开门时才亮灯，下面操作可行的是 （单选，填字母）；
A. 调大Rp　B. 调小Rp　C. 调小R5
（3）若发现晚上开门时，灯未点亮，下列分析的原因中，可能的是 （多选，填字母）；
A. VD1正负极接反了
B. C1虚焊
C. VT2的be极连焊
（4）若在晚上光线变亮，VT1发射极电位 （单选，填字母）；
A. 下降 B. 上升 C. 不变
（5）在调试过程中，小明发现灯泡的灯光对电路造成影响，引起灯光闪烁，于是决定采用一块四2输入或非门芯片对电路进行改进。请在虚线框中完成电路设计。
17. 如图a所示为某学校的通道闸机，小明为其设计了如图b所示的实验电路。人脸识别正确时A点（或B点）为高电平，体温检测正常时E点为高电平。当A点和E点同时为高电平，或者B点为高电平时，VD3发光，代表闸门打开；人在规定的时间内通过进校（或出校）检测传感器时，VD1（或VD2）发出的光被遮挡，VD4发光，代表闸门关闭。人离开人脸识别检测区时，A点（或B点）为低电平；延时器输出的高电平比A点（或B点）高电平的持续时间长5秒。请回答下列问题：
a
b
（1）进校时人脸识别不正确，D点的电平为 （在“A. 高电平；B. 低电平；C. 不能确定”中选择合适的选项，将字母填入“ ”处）；
（2）请使用合适的逻辑门，补全题图b虚线框1中的电路，要求电路简单；
（3）小明调试闸机时发现实验电路存在问题，在出校人脸识别正确时， （在“A. 人未出校，闸门的打开与关闭间隔5秒交替进行；B. 闸门打开又立刻关闭；C. 闸门打开后人离开闸机返回校内，门保持开启；D. 人在闸门打开5秒内已出校，闸门仍延时至5秒关闭”中选择合适的选项，将字母填入“ ”处）。
18. 小明去大田港旁边的东方湖游玩，看到当大田港水位明显高于东方湖水位时，管理人员就将进水闸门打开，让大田港的清水注入东方湖；当东方湖的水位上涨到与大田港水位相同或大田港的水变浑时，就关闭闸门。回来后小明设计了如图所示的进水闸门控制实验电路，用发光二极管VD1和光敏电阻Rg来检测水的清澈程度，用水位差检测传感器的触点d1与d2、d3的接触状态反映大田港水位与东方湖水位的变化状态。普通二极管和三极管均为硅管。IC为电压比较器，V＋＞V－时输出高电平，V＋＜V－时输出低电平。请回答下列问题：
（1）当水的清澈度下降时，VT集电极电位 （在“A. 下降；B. 上升；C. 不变”中选择合适的选项，将字母填入“ ”处）；
（2）当水清澈时，水位差检测传感器触点d1与d2接触，VD5发光；触点d1与d3接触，VD6发光；触点d1与d2、d3均不接触，VD5、VD6保持原来的发光状态。当水变浑时，无论d1处于什么位置，都是VD6发光。请你用不超过四个2输入或非门设计虚线框位置的电路，实现上述功能；
（3）小明对设计好的电路进行调试，发现水变浑时VD5没有熄灭，VD6也不发光。调整措施中不起作用的是 （在“A. 减小R5；B. 减小R4；C. 减小R2”中选择合适的选项，将字母填入“ ”处）。(共58张PPT)
电子控制系统的信号处理
三、 走进数字电路
第三章
1. 数字电路中有一类具有记忆功能的单元电路。下列电路中，若输入
端A的初始值均为低电平，当输入一个高电平脉冲信号后，输出端F能
输出并保持高电平的电路是（　A　）
　　　　　　
A. B. C. D.
【解析】 数字电路中具有记忆功能的单元电路是触发器。
A
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2. 如图所示为小明设计的两个低温报警电路，其中VT为硅三极管，G1
为四2输入与门芯片中的一个门，下列说法中，不．正．确．的是（　D　）
　　
a b
D
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A. A点和B点的信号为模拟信号，C点信号为数字信号
B. 图b中的G1属于CMOS芯片
C. 图a和图b中的Rt都为负系数热敏电阻
D. 图a和图b中的VD发光时，其亮度一样
【解析】 图a中A点信号为模拟信号，Rt阻值增大，VT导通后，VD亮
度会随之变化；图b中B点信号为模拟信号，C点信号为数字信号，VT
导通后，VD亮度直接是最大值，故VD刚发光时，两图中亮度不一样。
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3. 七个LED数码管如图b所示，每段笔画由一个发光二极管来显示，数
码管中七个发光二极管的连接如图a所示。若MN输入端的信号由M＝
1，N＝0变为M＝1，N＝1，数码管的显示是（　B　）
a b
B
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A. 一直显示数字“5”
B. 一直显示数字“2”
C. 从“2”变到“5”
D. 从“5”变到“2”
【解析】 当M＝1，N＝0，触发器输出1，后面与非门输出0，则LED灯
A、B、D、E、G发光，C、F熄灭，显示“2”，当M＝1，N＝1，触发
器处于保持状态，依旧显示“2”。
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4. 如图所示为某报警电路（发光二极管点亮）。报警时，输入端ABC
的信号组合是（　B　）
A. 110 B. 111 C. 010 D. 101
【解析】 采用倒推法，可以判断出是111组合。
B
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5. 如图所示的电路中，初始状态下按钮开关S1和S2闭合。下列关于该电
路的分析，错．误．的是（　C　）
A. 初始状态下，发光二极管VD1熄灭，VD2亮起
B. 开关S2断开，S1无论闭合还是断开，发光二极管的状态都不发生变化
C. 发光二极管VD1和VD2有可能同时亮或同时熄灭
D. 保持S2闭合，断开S1，发光二极管VD1亮起；闭合S1，VD1熄灭
C
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【解析】 如图所示标记，A项，初始状态下，A＝1、B＝1，D＝0、C
＝1，E＝0、F＝1，发光二极管VD1熄灭，VD2亮起；B项，开关S2断
开，B＝0，C＝1、D＝1，触发器处于保持状态，与开关S1的开闭无
关；C项，E和F不能同时为0，所以发光二极管VD1和VD2不可能同时亮
或同时熄灭；D项，保持S2闭合，断开S1，A＝0、B＝1，D＝1、C＝0，E＝1、F＝0，发光二极管VD1亮起，此时闭合S1，A＝1、B＝1，D＝0、C＝1，E＝0、F＝1，发光二极管VD1熄灭。
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6. 如图所示的电路，当水杯中的水位在a、b两个探头之间时，VD1和
VD2的状态分别是（　D　）
A. VD1亮、VD2亮 B. VD1不亮、VD2亮
C. VD1亮、VD2不亮 D. 条件不足，无法判断
D
【解析】 水位探头在a、b之间时，触发器处于保持状态，因为不知道
初始状态，无法判断VD1、VD2的状态。
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7. 如图所示的电路中包含一个基本触发器，A、B为输入端，电路接通
电源后，静候一段时间，下列关于该电路的说法，正确的是（　A　）
A. 当A输入0时，不管B输入0还是1，均是VD1不亮，VD2亮
B. 当B输入1时，不管A输入0还是1，均是VD1亮，VD2不亮
C. 如果接通电源时，VD1亮且触发器处于保持状态，则VD1将始终亮
D. 不管A、B的输入，均是VD1不亮，VD2亮
A
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【解析】 如图所示标记，A项，当A输入为0时，C＝0，E＝0、F＝1，
VD1不亮，VD2亮，与B的输入无关；B项，当B输入为1时，C＝0，E＝
0、F＝1，VD1不亮，VD2亮，与A的输入无关；C项，因为触发器一输
入端接入非门，不可能处于保持状态；D项，当A输入1，B输入为0时，
VD1和VD2状态不能确定。
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8. 小明设计了如图所示的电路，下列选项中，输出端F的波形与输入端
A、B的波形对应正确的是（　D　）
　　　　　　
A. B. C. D.
D
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【解析】 由逻辑电路可列出A、B与F之间的真值表：
A B F
1 1 1
1 0 保持
0 0 保持
0 1 0
将真值表带入波形图可得D项正确。
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9. 如图所示为一个由与非门组成的、具有自动复位功能的抢答器实验
电路。按键按下接通，释放断开。默认初始状态，电容器处于充满电状
态。有关说法中不．正．确．的是（　A　）
A. S1、S2均未按时，两灯LED1和LED2均亮
B. 先按S1立即再按S2，灯LED1亮，而持续发光期
间灯LED2不亮
C. 先按S2立即再按S1，灯LED2亮，而持续发光期
间灯LED1不亮
D. 增大R1、R2可延长亮灯持续时间
A
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【解析】 A项，S1、S2均未按时，触发器处于不使用状态，两灯LED1、
LED2均不亮；B项，先按S1，触发器两输入端为左1右0，输出为左0右
1，LED1亮，LED2不亮，立即按下S2，触发器处于保持状态，LED1
亮，LED2不亮；C项，先按S2，触发器两输入端为左0右1，输出为左1
右0，LED2亮，LED1不亮，立即按下S1，触发器处于保持状态，LED2
亮，LED1不亮；D项，R1、R2的阻值增大，电容C1、C2的充放电时间变
长，灯亮的持续时间变长。
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10. 小明设计了一款纺织机过载欠压报警器控制电路，要求报警器在过
载或欠压时报警，电压恢复后保持报警，并具有复位功能。其中S是可
回弹按键开关，虚线框1内为门电路，虚线框2内为门电路构成的RS触
发器。下列补全该电路合适的芯片是　（　A　）
A
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A. B.
C. D.
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【解析】 由题意可知，虚线框2中为门电路构成的触发器，可排除C、
D项；电压恢复后具有保持功能，此时虚线框2下输入端为1，即当两输
入端为1时，触发器处于保持状态，为与非门触发器，A项正确。完整
的电路图如图所示：
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11. 如图所示为光控灯实验电路，S按下时接通，松开后断开。下列分
析中，正确的是（　B　）
A. 光线足够强，按下S时VD2发光，松开S时VD2不发光
B. 光线足够暗，按下S时VD2不发光，松开S时VD2发光
C. S松开且VD2不发光时，光线变化不会改变VD2的发光情况
D. VD2发光时，按动S不会改变VD2的发光情况
B
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【解析】 光线足够强，Rg阻值小，VD3不导通，按下S时，VT截止，
VD1导通，通过电阻R3使VD2的负极为高电平，VD2不发光，A项错误；
按下S时，VT截止，VD1导通，通过电阻R3使VD2的负极为高电平，
VD2不发光，松开S时，VT导通，VD1截止，光线足够暗，Rg阻值大，
VD3导通，通过R5、R4使VD2正极为高电平，下面的非门输入为高电
平，输出为低电平，使VD2负极为低电平，VD2发光，B项正确；由B项
的分析可知，松开S且VD2不发光时，光线变得足够暗的情况下，VD2会
发光，C项错误；由B项的分析可知，VD2发光时，按动S，VD2不发
光，D项错误。
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12. 关于如图所示电路的分析，正确的是（　A　）
A. S断开时VD不发光，S闭合时VD发光
B. S断开时VD发光，S闭合时VD不发光
C. 不管S闭合还是断开，VD都发光
D. 因为电路的初始状态未知，所以不能确定VD是
否发光
【解析】 开关S断开时，与非门触发器的输入信号为上1下0，输出为1，发光二极管VD不发光；S闭合时，与非门触发器的输入信号为上0下1，输出为0，发光二极管VD发光。
A
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13. 如图所示的电路，初始时S1、S2都处于断开状态，下列分析中，正
确的是（　B　）
A. 初始状态，VD1、VD2不发光
B. S2闭合后，S1对VD1、VD2不起作用
C. S1闭合、S2断开后，VD1发光，VD2不发光
D. S1、S2都闭合后，VD1、VD2发光
B
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【解析】 本题考查逻辑门和触发器的应用。初始状态，S1、S2都处于断
开状态，分析如下，由此可知VD1发光，VD2不发光，A项错误；
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S2闭合后，分析如下，由此可知后面两个与非门触发器处于保持状态，
VD1、VD2是否发光不受影响，即S1对VD1、VD2不起作用，B项正确；
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S1闭合，S2断开后，分析如下，由此可知VD2发光，VD1不发光，C
项错误；
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S1、S2都闭合后，分析如下，由此可知后面两个与非门触发器处于保持
状态，VD1、VD2是否发光不受影响，VD1、VD2的发光状态保持在S1、
S2都断开的状态，即VD1发光，VD2不发光，D项错误。
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14. 如图所示为小明设计的窗户自动开关电路，当窗户未关闭时，若检
测到窗外光线较暗或下雨时，该电路能实现自动关闭窗户（注：窗户关
闭时，干簧管闭合）。为了实现电路功能，虚线框中的逻辑电路应为
（　C　）
　　　　　　
C
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A. B. C. D.
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【解析】 由题图可列出真值表：
A B C Y
1 1 1 0
0 1 1 0
1 0 1 0
0 0 1 0
1 1 0 0
0 1 0 1
1 0 0 1
0 0 0 1
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由真值表可得逻辑表达式为Y＝·＋·。A项的逻辑表达式为Y＝
＋＝＋＋；B项的逻辑表达式为Y＝·＝；C项的逻
辑表达式为Y＝（＋）·＝·＋·；D项的逻辑表达式为Y＝
＝。
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15. 如图所示为小明同学在科技节上设计的高温报警电路，能够实现温
度高时蜂鸣器响，从而实现报警功能。请回答下列问题：
（1）根据功能判断，Rt是 （单选，填字母）；
A. 正温度系数热敏电阻
B. 负温度系数热敏电阻
B　
【解析】（1）温度高时，蜂鸣器响，三极管VT导通，Q高电平，则S为高电平，Rt阻值小，温度高阻值小，Rt是负温度系数热敏电阻。
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（2）若想提高报警温度，下列措施中，合理的是 （单选，填字
母）；
A. 将Rp1调大
B. 将Rp1调小
C. 将三极管换成PNP型
【解析】（2）提高报警温度，Rt阻值小，可调小Rp1。
B　
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（3）该控制电路在使用一段时间之后突然出现了故障，无论温度如何
变化，蜂鸣器一直报警，下列故障原因的分析中，可能的是
（多选，填字母）；
A. 三极管短路
B. Rt短路
C. Rp2短路
AB　
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（4）利用74LS00中的三个与非门来代替电路中所使用的触发器，可以
适当调整Rp2和Rp3的大小，使其保持原有的功能。请在下图虚线框中完
成电路连线。
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【解析】（3）三极管短路，蜂鸣器一直报警；Rt短路，S一直输入高电
平，三极管VT导通，蜂鸣器一直响；Rp2短路，R一直为高电平，三极
管截止，蜂鸣器一直不响。
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16. 小明设计了如图所示的玄关照明控制电路。希望晚上开门时亮灯，
关门后延时熄灭。其中干簧管安装在门框上，磁铁安装在门上，开门时
干簧管断开，关门时闭合。电路中三极管与二极管均为硅管。请回答下
列问题：
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（1）为实现电路功能，关于题图虚线框中的电路，下列分析中正确的
是 （单选，填字母）；
A. 可选用1个与非门
B. 可选用2个与非门
C. 可选用1个或非门
D. 可选用2个或非门
【解析】（1）当且仅当晚上开门时亮灯，即当A为1且B为1时，F出1，
选用与门逻辑，根据题目情景可搭接如图所示电路实现与逻辑。
B　
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（2）若想让环境光线更暗，开门时才亮灯，下面操作可行的是
（单选，填字母）；
A. 调大Rp B. 调小Rp C. 调小R5
【解析】（2）光线更暗，Rg阻值增大，为保持输出结果不变，则Rp应
调大；逻辑电路输出数字信号，所以调节R5与光控灵敏度无关。
A　
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（3）若发现晚上开门时，灯未点亮，下列分析的原因中，可．能．的
是 （多选，填字母）；
A. VD1正负极接反了
B. C1虚焊
C. VT2的be极连焊
【解析】（3）A项，VD1反接作用是保护三极管，当正接时导通将继电
器J短路，灯泡不发光；B项，当F为低电平时，C1放电起延时作用，虚
焊不影响高电平时VT2导通，故灯泡能正常发光；C项，VT2的be极短
路，VT2截止，继电器不工作，灯泡不发光。
AC　
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（4）若在晚上光线变亮，VT1发射极电位 （单选，填字母）；
A. 下降 B. 上升 C. 不变
【解析】（4）光线变亮，Rg阻值减小，VT1基极电位降低，VT1从导通
状态趋于截止，发射极电位下降。
A　
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（5）在调试过程中，小明发现灯泡的灯光对电路造成影响，引起灯光
闪烁，于是决定采用一块四2输入或非门芯片对电路进行改进。请在虚
线框中完成电路设计。
【解析】（5）引起闪烁的原因是，灯泡光线照射在光明电阻上导致
VT1截止，当A输出为0时可考虑引入触发器的保持作用。或非门触发器
输入00保持，则可对B做非处理。电路设计图如答图所示。
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17. 如图a所示为某学校的通道闸机，小明为其设计了如图b所示的实验
电路。人脸识别正确时A点（或B点）为高电平，体温检测正常时E点为
高电平。当A点和E点同时为高电平，或者B点为高电平时，VD3发光，
代表闸门打开；人在规定的时间内通过进校（或出校）检测传感器时，
VD1（或VD2）发出的光被遮挡，VD4发光，代表闸门关闭。人离开人
脸识别检测区时，A点（或B点）为低电平；延时器输出的高电平比A点
（或B点）高电平的持续时间长5秒。请回答下列问题：
a b
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（1）进校时人脸识别不正确，D点的电平为 （在“A. 高电平；
B. 低电平；C. 不能确定”中选择合适的选项，将字母填入
“ 　　　　”处）；
【解析】（1）人脸识别不正确，A点为低电平，VT2截止，VT1截止，
则D点为低电平。
B　
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（2）请使用合适的逻辑门，补全题图b虚线框1中的电路，要求电
路简单；
【答案】
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【解析】（2）根据题干可知，标记关键点分析：
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进校时，A点和E点同时为1时，VD3发光，代表闸门打开，则G为1，F
为0，所以I为0，H为1，所以下面的或门的输入端都是00，上面的或门
有1出1。而A为1时，VT2导通，VT1导通，光线没有遮挡，D＝0，这时
B＝0，C＝0。同理，出校时，B＝1，C＝0，这时A＝0，D＝0。所以C
点和点连在下面的或门，A点和E点同时为高电平或B点为高电平时，连
在上面的或门。
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（3）小明调试闸机时发现实验电路存在问题，在出校人脸识别正确
时， （在“A. 人未出校，闸门的打开与关闭间隔5秒交替进行；
B. 闸门打开又立刻关闭；C. 闸门打开后人离开闸机返回校内，门保持
开启；D. 人在闸门打开5秒内已出校，闸门仍延时至5秒关闭”中选择
合适的选项，将字母填入“ 　　”处）。
C　
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【解析】（3）进校时A点（人脸识别正确）和E点（体温检测正常）为
1时，H出1，此时人没有经过进校（光线）检测区，A为1，C为0，B为
0，D也为0，所以I为0，此时G为1，F为0，闸机打开。当人脸离开识别
和体温检测区时，A、E为0，故此时H和I均为0，保持打开；当人脸离
开识别和体温检测区后，延时5秒高电平，人进入进校（光线）检测区
时，Rg1阻值变大，D为1，I为1，H仍为0，所以F为1，G为0，闸机关
闭；人经过进校（光线）检测区后，Rg1受光照影响阻值变小，D为0，I
为0，H为0，保持关闭。当出现人脸识别正确并离开识别检测区后，但
人没有经过出校（光线）检测区，会导致闸机打开后，保持打开状态。
同理出校时也会经历闸机打开，保持打开，闸机关闭，保持关闭的过程。
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人一旦5秒内能经过出校（光线）检测区，闸机正常关闭（有可能时间
不到5秒），如果人未经过出校（光线）检测区，闸机不会关闭（不受
延时器控制）。
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18. 小明去大田港旁边的东方湖游玩，看到当大田港水位明显高于东方
湖水位时，管理人员就将进水闸门打开，让大田港的清水注入东方湖；
当东方湖的水位上涨到与大田港水位相同或大田港的水变浑时，就关闭
闸门。回来后小明设计了如图所示的进水闸门控制实验电路，用发光二
极管VD1和光敏电阻Rg来检测水的清澈程度，用水位差检测传感器的触
点d1与d2、d3的接触状态反映大田港水位与东方湖水位的变化状态。普
通二极管和三极管均为硅管。IC为电压比较器，V＋＞V－时输出高电
平，V＋＜V－时输出低电平。请回答下列问题：
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（1）当水的清澈度下降时，VT集电极电位 （在“A. 下降；B.
上升；C. 不变”中选择合适的选项，将字母填入“ 　　　　”处）；
【解析】（1）当水清澈度下降，VD1的光照减弱，Rg的电阻变大，三
极管VT的基极电压变小，三极管趋近于截止状态，集电极电位上升。
B　
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（2）当水清澈时，水位差检测传感器触点d1与d2接触，VD5发光；触点
d1与d3接触，VD6发光；触点d1与d2、d3均不接触，VD5、VD6保持原来
的发光状态。当水变浑时，无论d1处于什么位置，都是VD6发光。请你
用不超过四个2输入或非门设计虚线框位置的电路，实现上述功能；
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【答案】
或
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【解析】（2）根据条件得知C点与d1、d2有关，A点与d1、d3有关；由
灯亮情况反向分析，如图所示，当VD5发光时，R为0，S为1（只是标记
一下，R和S可以更换），结合或非门的逻辑关系，有1出0；当VD6发光
时，R为1，结合清晰度低，VD1一直亮，列出如下两个真值表：
B C S A B R
0 0 0 0 0 0
0 1 1 0 1 1
1 0 0 1 0 1
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可得S＝·C＝·＝，R＝A＋B＝。根据逻辑表达式画出
逻辑电路，接法如答图所示。
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（3）小明对设计好的电路进行调试，发现水变浑时VD5没有熄灭，VD6
也不发光。调整措施中不．起．作．用．的是 （在“A. 减小R5；B. 减小
R4；C. 减小R2”中选择合适的选项，将字母填入“ 　　　　”处）。
A　
【解析】（3）水变浑浊时，无论d1处于什么位置，都是VD6发光，此
时B为高电平。由于二极管导通电压为0.7 V，三个串联二极管导通电压
为2.1V，所以改变R5没有影响。
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谢谢大家

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