简单逻辑电路的应用.doc

简单逻辑电路在生活中的应用如今，以数字信号为特征的现代信息技术在迅猛发展，电子计算机、数码相机、移动电话数字电视等与数字信号相关的电子产品已经深入到了人类生活、生产的方方面面。在家里数字化的家用电器使人们的生活更加便捷，生活更加丰富多彩，在工厂里一些危险、繁重的环节，电子计算机控制的机器人已经取代人从事生产。那么，是一些什么样的电路如此“神通广大”呢？逻辑电路。处理数字信号的电路叫数字电路，数字电路主要研究电路的逻辑功能。新课程（人教版）高中物理教材选修3-1新增了简单的逻辑电路的内容，它更好地体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程理念，更好地实施了“贴近学生生活，联系生产实际，渗透现代科技”的新课程目标。本文就在生活中常见的简单逻辑电路为例作简单的介绍分析，并借此能更好地理解和丰富逻辑电路的内容。1简单防盗报警器在工厂、银行等单位都会安装防盗报警器，以防在财产被盗时即时报警。如图是用一个逻辑电路和按钮开关、光敏电阻、蜂鸣器等元件组成的一个简单防盗报警器的电路图。该报警器的功能是：当放在保险箱前地板上的按钮开关 S 被脚踩下而闭合，A点为高电压，用“1”表示，同时安装在保险箱里的光敏电阻R0被手电筒照射时，光敏电阻的阻值减小，两端的分压减小，则B点为高电压，也表现为“1”，当A、B都为高电压时，“与”门的输出端Y为高电压，蜂鸣器就会发出鸣叫声。如果只是光照并不能使报警器发出声音，所以用钥匙开箱时，即使有光也不会报警。只有强行打开时，报警器同时满足两个条件便发生报警。2电热水器许多家庭都安装了电热水器，它给人们的生活带来了方便。如图所示是电热水器系统的恒温器集成电路。R1为调温电阻，R2为热敏电阻。“与”门电路的两个输入端分别接上一个水位传感器和一个水温传感器。当水箱充满水时，B点为高电压（即输入为逻辑1），R2为热敏电阻，温度越低，热敏电阻的阻值越大，两端的分压越大，当电压达到一定程度时，A点为高电压（即输入为逻辑1），当A和B都为高电压时，“与”门的输出端为高电压，电热水器的加热开关才会接通电源，对水箱中的水进行加热。当温度高于一定温度时，R2的电阻变小，R2两端的电压变小，发热器停止加热，所以热水器处于保温状态。当水箱水不满时，或者温度高时发热器都不会加热。3简单车门报警汽车给人们的出行带来方便、舒适，但其安全性也很重要。如图所示为简单的车门报警电路图。图中的两个按钮开关S1、S2分别装在汽车的两道门上。驾驶员离开汽车时，两车门均处于关闭状态，跟两车门对应的开关S1、S2均闭合，即输入逻辑均为0，那么输出也是逻辑0，电流不通过发光二极管，这时发光二极管不会发光报警；只要其中任何一个车门打开时，S1或S2就处于断开状态，即输入为逻辑1，那么输出也是逻辑1，这时就有电流通过发光二极管，使其发光报警。如果有四个门，原理也是一样，通过指示灯发光报警就可以判断门是否都关好了。4火警报警装置在工厂、学校、医院等场所都有火警报警器，以便在发生火灾时，即时报警，组织救火，最大限度地减少人民生命和财产损失。如图所示是一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，R是一个阻值较小的分压电阻。当发生火情时，温度升高，热敏电阻的阻值变小，P、X之间电压降低，X端输入低电压，通过非门电路输出高电压，接通电铃，实现报警。如果增大可变电阻R的电阻值，则报警的温度就降低了，报警器的灵敏度就提高了。5自动控制路灯随着城市化进程的加快发展，城市建设也趋于现代化、人文化、科技化，城市道路两旁的路灯也成了一座城市独特的风景线，其自动控制不但节省人力，还节约了能源。如图所示是自动控制路灯的逻辑电路原理图，其中R0是光敏电阻，光越强烈，光敏电阻R0的阻值越小，R1与R0串联时所分的电压就越小，A点输入低电位，通过非门后，输出端Y为高电位，所以路灯自动熄灭。光越微弱，光敏电阻R0的阻值越小，R1与R0串联时所分的电压就越大，A点输入高电位，通过非门后，输出端Y为低电位，所以路灯自动接通。如果要使天很黑时路灯才亮，可以调节可变电阻R1阻值。譬如原来黄昏时路灯开始亮时光敏电阻阻值要比天黑时大，光敏电阻上的分压也大，就是天黑后R0上的分压变小，要在天黑时维持这样的电压就要减小可变电阻R1阻值，使天黑后R0上的分压要仍然等于原来黄昏时使路灯接通时的电压。6消防应急灯在商场、图书馆等公共场所都有消防应急灯，为出现火灾时，电源被切断的情况下提供逃生的照明电器。如图所示为消防应急灯的原理图，当情况正常时R2两端处于高电压状态，则在A 点输入高电平（即输入为逻辑1），通过非门后，Y输出为低电平（即输出逻辑为0），所以继电器J处于断开状态，应急灯不亮；当电源被切断时，A点为低电平（即输入为逻辑0），通过非门后，Y输出为高电平（即输入为逻辑1），继电器接通，应急灯亮。第 3 页 共 3 页