逻辑电路

编辑: 逍遥路 关键词: 高二 来源: 高中学习网
选修3-1 第二章
2.10简单的逻辑电路教案
一、教材分析
课程标准的要求是“通过实验,观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。”从中可以看出:第一、这里的要求很低;第二、学习逻辑电路必须做实验。
二 、目标
1.知识与技能
  (1)知道三种门电路的逻辑关系、符号及真值表;
  (2)会用真值表表示一些简单的逻辑关系;
  (3)会分析、设计一些简单的逻辑电路。
2.过程与方法
  (1)通过实例与实验,理解“与”、“或”、“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系;
  (2)通过简单的逻辑电路设计,体会逻辑电路在生活中的意义。
3.情感态度与价值观
  (1)感受数字技术对现代生活的巨大改变,关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况;
  (2)体验物理知识与实践的紧密联系;
  (3)学生在自主探究、交流合作中获得知识,体会学习的快乐。
三、重点 难点
重点:三种门电路的真值表及符号。
难点:数字电路的意义。
四、学情分析
学生刚学完稳恒电流及复杂电路分析,对电势等概念比较清晰,但分析复杂电路的水平有限,加上教材中本节属于对稳恒电流的补充,对后面的传感器知识起引领。故准备重点讲解“与”门、“或”门以及“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。
五、教学方法
实验法、讨论法
六、课前准备
门电路演示板、多媒体课件
七、课时安排 1课时
八、教学过程
(一)预习检查、总结疑惑
(二)情景引入、展示目标
讲解:楼道自动控制灯。
  ①白天,灯不亮。
  ②没有声音,灯不亮。
  ③通电,夜晚,拍手,灯亮。
  师:像这样,现在很多电器中都包含了“智能”化逻辑关系,实现这些逻辑功能离不开数字信号。
请同学们举例。
  生:遥控器、机器人等。
   师介绍:
  ①模拟信号:连续变化的电压信号。②数字信号:只有两个对立的状态,高电平“1”,低电平“0”。


数字信号的“0”和“1”好比事件的“是”与“非”,而处理数字信号的电路??数字电路,就有了辨别“是”、“非”的逻辑功能。
  这节课我们学习数字电路中最基本的逻辑电路??门电路。
(三)合作探究、精讲点播
 1.“与”门
  师:门是一种条件开关,只有当输入信号满足一定条件时,门才能被打开,才有输出信号。
<自主活动>:
某财务室的门上有两把锁,如何才能打开大门?在这个事件中体现怎么样的逻辑关系呢?
(1)投影:

   引导学生分析开关A、B对电路的控制作用,体会“与”逻辑关系。
  (当两个条件都满足时,结果才会成立)
(2)思考与讨论,让学生体会生活中的“与”逻辑关系。
   师:具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门。
(3)引导学生把图2.10-2结果与条件的关系用表格表示。

  引导学生:把开关接通定义为“1”,断开定义为“0”;灯亮定义为“1”,灯熄定义为“0”,用数字语言描述上表:
  师:这是“与”门的真值表,图2.10-2中A、B是有逻辑关系的机械开关,实用的门电路则是半导体材料制成的。


(4)“与”门的符号 (5)演示“与”门电路。


2.“或”门
<自主活动>:
新学期开学了,芜湖十二中416寝室的6名同学都到宿管办报到,宿管办的老师分别发给他们每人一把钥匙,方便他们单独出入,大家谈谈在这个事件中体现怎么样的逻辑关系呢?
(1)投影:
(2)引导学生分析开关A、B对电路的控制作用,体会“或”逻辑关系(在几个控制条件中,只要有一个条件得到满足,结果就会发生)
(2)思考与讨论,让学生体会生活中的“或”逻辑关系。
   师:具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门。
(3)引导学生把图2.10-6结果与条件的关系用表格表示。


  引导学生:把开关接通定义为“1”,断开定义为“0”;灯亮定义为“1”,灯熄定义为“0”,用数字语言描述上表:
  师:这是“或”门的真值表。
  

(4)“或”门的符号。(5)演示“或”门电路。

3.“非”门
(1)投影:分析开关A、B对电路的控制作用 (2)非门真值表: (3)非门符号:


(三)实例探究
师:介绍集成电路的优点。让学生了解几个“或”门的集成电路和几个“非”门的集成电路的外引线图。
例1、如图,一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻,低温时电阻值很大,高温时电阻值很小,R是一个阻值较小的分压电阻。
(1)要做到低温时电铃不响,火警时产生高温,电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件?
(2)为什么温度高时电铃会被接通?
(3)为了提高该电路的灵敏度,即报警稳定调的稍底些,R的值应大一些还是小一些?


例2、由某门电路构成的一简单控制电路如图,其中r为光敏电阻,光照时电阻很小,R为变阻器,L为小灯泡。其工作情况是:当光敏电阻受到光照时,小灯L不亮,不受光照时,小灯L亮。
①请在电路中虚线框内画出该门电路符号; ②该门电路是 。
  教师引导学生完成对例题的分析和求解,通过实例分析加深对所学知识的理解。
(四)反思总结、当堂检测 作业
1、思考并回答P81“问题与练习”中的题目。
2、课下阅读课本80页“科学漫步”中的文章《集成电路》。
(五)发导学案、布置作业
1.阅读科学漫步──集成电路。
2.处理课后问题与练习。
九、板书设计

含义
“门”电路 真值表
符号 科学探究1
含义
简单的逻辑电路 “或”电路 真值表 科学探究2 实际应用
符号
含义 科学探究3
“非”电路 真值表
符号


十、教学反思
这里的内容也是为选修3-2中传感器的教学做准备的。3-2里关于传感器的学生实验,多数都要借助逻辑电路才能完成。实际上,也只有做过3-2中关于传感器的实验后才能学好逻辑电路的知识。
第十节 简单的逻辑电路学案
课前预习学案
一、预习目标
1、知道数字电路和模拟电路的概念,了解数字电路的优点。
2、知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。
3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用
二、预习内容
1.数字电路:处理 的电路叫做数字电路。
2.门电路:就是一种开关,在一定条件下它允许 ;如果条件不满足,信号就被阻挡在“门”外。
3.如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生,我们把这种关系叫做 。具有 的电路称为“与”门电路。
4.如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某件事就会发生,这种关系叫做 ,具有 的电路叫做“或”门电路。
5.输出状态和输入状态呈现 的逻辑关系,叫做“非”逻辑,具有 的电路叫做“非”门电路。
三 、提出疑惑


课内探究学案
一、学习目标
1、感受数字技术对现代生活的巨大改变;
2、体验物理知识与实践的紧密联系;
3、突出自主探究、交流合作为主体的学习方式
二、学习过程
1.按照输入和输出关系的不同,可以将基本的逻辑门电路分为“与”门、“或”门、“非”门等。
(1)“与”门
理解:当几个条件同时具备才能出现某一结果,这些条件与结果之间的关系称为“与”逻辑,具有这种逻辑的电路称为“与”门。
符号:如图

特点: ①当A、B输入都为“0”时,Y输出为“0”;
②当A输入为“0”B输出为“1”或A输入为“1”B输出为“0”时,Y输出为“0”;
③当A、B输入都为“1”时,Y输出为“1”。
(2)“或”门
理解:当几个条件中只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果,则这些条件与结果之间的关系称为“或”逻辑,具有这种逻辑的电路称为“或”门。
符号:如图
特点: ①当A、B输入都为“0”时,Y输出为“0”;
②当一个输入“0”另一个输入为“1”时,Y输出为“1”;
③当A、B输入都为“1”时,Y输出为“1”。
(3)“非”门
理解:当一种结果出现时,另一种结果一定不出现。即输出Y是输入A的否定,这就是“非”逻辑,具有这种逻辑的电路称为“非”门。
符号:如图
特点: ①当A输入为“1”时,Y输出为“0”;
②当A输入为“0”时,Y输出为“1”.
2.真值表
真值表是包含各种可能性在内的逻辑关系表,它包括两部分,一部分是所有输入逻辑变量的各种可能组合;另一部分是相应的输出。右图是一种具有“与”逻辑功能的门电路。把开关接通记为1,开关断开记为0,灯亮记为1,灯灭记为0,它的真值表为
输入输出
ABCY
0000
0010
0100
0110
1000
1010
1100
1111

例题:如图所示,试判断这是一个什么逻辑门电路。A、B、C闭合时记“1”,断开时记“0”,Y灯亮时记“1”,不两记“0”。试完成下面真值表。

输入输出
ABCY
000
001
010
011
100
101
110
111
解析:由图可知,开关A、B、C只要有一个闭合时,灯泡就亮,所以这个电路满足“或”门电路逻辑。即当几个条件中只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果,所以这是一个“或”门电路。真值表如下:
输入输出
ABCY
0000
0011
0101
0111
1001
1011
1101
1111

三、反思总结


四、当堂检测
1. 走廊里有一盏灯,在走廊两端各有一个开关,我们希望不论那一个开关接通都能使灯点亮,那么设计的电路为 ( )
A.“与”门电路
B.“非”门电路
C.“或”门电路
D.上述答案都有可能
2. 如图所示电路为 ( )
A.“与”门电路
B.“非”门电路
C.“或”门电路
D.无法判定
3.下面是逻辑电路及其真值表,此逻辑电路为 ,在真值表中X除的逻辑值为 。

课后练习与提高
1.如图所示电路为 ( )
A.“与”门电路 B.“非”门电路
C.“或”门电路 D.无法判定
2.有一个逻辑门电路的真值表如下表,试判断这是一个 门电路,并在右图中画出电路符号。

3.下面是逻辑电路及其真值表,此逻辑电路为 ,在真值表中X除的逻辑值为 。

4.下图左端表示输入端A、B的电势随时间变化的关系。如果它们是“或”门的输入端,请在方框中画出输出端的电势随时间变化的关系。

探究:
下图是一个简单的车门报警电路图,图中的开关S1、S2分别装在汽车的两扇门上,只要有车门打开(电路处于开路状态),发光二极管就发光报警,请根据报警装置的要求,指出虚线方框是何种门电路。

第十节 简单的逻辑电路参考答案
课内探究学案
1.数字信号 2.信号通过 3.“与”逻辑关系 “与”逻辑关系4. “或”逻辑关系“或”逻辑关系5. 相反 “非”逻辑关系
当堂检测
1、C 2、B
3、或 1
课后练习与提高
1、C
2、非

3、或, 1
4、解答:


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