《邏輯電路》教案

　　選修3-1 第二章

　　2.10簡單的邏輯電路教案

　　一、 教材分析

　　課程標準的要求是“通過實驗，觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動控制中的應用�！睆闹锌梢钥闯觯旱谝弧⑦@里的要求很低；第二、學習邏輯電路必須做實驗。

　　二 、教學目標

　　1．知識與技能

　　（1）知道三種門電路的邏輯關系、符號及真值表；

　�。�2）會用真值表表示一些簡單的邏輯關系；

　�。�3）會分析、設計一些簡單的邏輯電路。

　　2．過程與方法

　�。�1）通過實例與實驗，理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關系；

　�。�2）通過簡單的邏輯電路設計，體會邏輯電路在生活中的意義。

　　3．情感態(tài)度與價值觀

　　（1）感受數(shù)字技術對現(xiàn)代生活的巨大改變，關注我國集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況；

　�。�2）體驗物理知識與實踐的緊密聯(lián)系；

　　（3）學生在自主探究、交流合作中獲得知識，體會學習的快樂。

　　三、教學重點 難點

　　重點：三種門電路的真值表及符號。

　　難點：數(shù)字電路的意義。

　　四、學情分析

　　學生剛學完穩(wěn)恒電流及復雜電路分析，對電勢等概念比較清晰，但分析復雜電路的水平有限，加上教材中本節(jié)屬于對穩(wěn)恒電流的補充，對后面的傳感器知識起引領。故準備重點講解“與”門、“或”門以及“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。

　　五、教學方法

　　實驗法、討論法

　　六、課前準備

　　門電路演示板、多媒體課件

　　七、課時安排 1課時

　　八、教學過程

　�。ㄒ唬╊A習檢查、總結(jié)疑惑

　　（二）情景引入、展示目標

　　講解：樓道自動控制燈。

　�、侔滋�，燈不亮。

　　②沒有聲音，燈不亮。

　�、弁�電，夜晚，拍手，燈亮。

　　師：像這樣，現(xiàn)在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關系，實現(xiàn)這些邏輯功能離不開數(shù)字信號。

　　請同學們舉例。

　　生：遙控器、機器人等。

　　師介紹：

　�、倌�擬信號：連續(xù)變化的電壓信號。②數(shù)字信號：只有兩個對立的狀態(tài)，高電平“1”，低電平“0”。

　　數(shù)字信號的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”，而處理數(shù)字信號的電路——數(shù)字電路，就有了辨別“是”、“非”的邏輯功能。

　　這節(jié)課我們學習數(shù)字電路中最基本的邏輯電路——門電路。

　�。ㄈ�）合作探究、精講點播

　　1．“與”門

　　師：門是一種條件開關，只有當輸入信號滿足一定條件時，門才能被打開，才有輸出信號。

　　<自主活動>：

　　某財務室的門上有兩把鎖，如何才能打開大門？在這個事件中體現(xiàn)怎么樣的邏輯關系呢？

　�。�1）投影：

　　引導學生分析開關A、B對電路的控制作用，體會“與”邏輯關系。

　　(當兩個條件都滿足時，結(jié)果才會成立)

　　（2）思考與討論，讓學生體會生活中的“與”邏輯關系。

　　師：具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門。

　�。�3）引導學生把圖2．10-2結(jié)果與條件的關系用表格表示。

　　引導學生：把開關接通定義為“1”，斷開定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數(shù)字語言描述上表：

　　師：這是“與”門的真值表，圖2．10-2中A、B是有邏輯關系的機械開關，實用的門電路則是半導體材料制成的。

　　（4）“與”門的符號 （5）演示“與”門電路。

　　2．“或”門

　　<自主活動>：

　　新學期開學了，蕪湖十二中416寢室的6名同學都到宿管辦報到，宿管辦的老師分別發(fā)給他們每人一把鑰匙，方便他們單獨出入，大家談談在這個事件中體現(xiàn)怎么樣的邏輯關系呢？

　�。�1） 投影：

　�。�2） 引導學生分析開關A、B對電路的控制作用，體會“或”邏輯關系(在幾個控制條件中，只要有一個條件得到滿足，結(jié)果就會發(fā)生)

　�。�2）思考與討論，讓學生體會生活中的“或”邏輯關系。

　　師：具有“或”邏輯關系的電路稱為“或”門電路，簡稱“或”門。

　�。�3）引導學生把圖2．10-6結(jié)果與條件的關系用表格表示。

　　引導學生：把開關接通定義為“1”，斷開定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數(shù)字語言描述上表：

　　師：這是“或”門的真值表。

　�。�4）“或”門的符號。（5）演示“或”門電路。

　　3．“非”門

　�。�1）投影：分析開關A、B對電路的控制作用 （2）非門真值表： （3）非門符號：

　�。ㄈ�）實例探究

　　師：介紹集成電路的優(yōu)點。讓學生了解幾個“或”門的集成電路和幾個“非”門的集成電路的外引線圖。

　　例1、如圖，一個火警報警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個熱敏電阻，低溫時電阻值很大，高溫時電阻值很小，R是一個阻值較小的分壓電阻。

　�。�1）要做到低溫時電鈴不響，火警時產(chǎn)生高溫，電鈴響起。在圖中虛線處應接入怎樣的元件？

　�。�2）為什么溫度高時電鈴會被接通？

　　（3）為了提高該電路的靈敏度，即報警穩(wěn)定調(diào)的稍底些，R的值應大一些還是小一些？

　　例2、由某門電路構成的一簡單控制電路如圖，其中r為光敏電阻，光照時電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當光敏電阻受到光照時，小燈L不亮，不受光照時，小燈L亮。

　�、僬堅陔娐分刑摼�框內(nèi)畫出該門電路符號； ②該門電路是 。

　　教師引導學生完成對例題的分析和求解，通過實例分析加深對所學知識的理解。

　�。ㄋ模┓此伎偨Y(jié)、當堂檢測 作業(yè)

　　1、思考并回答P81“問題與練習”中的題目。

　　2、課下閱讀課本80頁“科學漫步”中的文章《集成電路》。

　�。ㄎ澹┌l(fā)導學案、布置作業(yè)

　　1.閱讀科學漫步──集成電路。

　　2.處理課后問題與練習。

　　九、板書設計

　　含義

　　“門”電路 真值表

　　符號 科學探究1

　　含義

　　簡單的邏輯電路 “或”電路 真值表 科學探究2 實際應用

　　符號

　　含義 科學探究3

　　“非”電路 真值表

　　符號

　　十、教學反思

　　這里的內(nèi)容也是為選修3-2中傳感器的教學做準備的。3-2里關于傳感器的學生實驗，多數(shù)都要借助邏輯電路才能完成。實際上，也只有做過3-2中關于傳感器的實驗后才能學好邏輯電路的知識。

　　第十節(jié) 簡單的邏輯電路學案

　　課前預習學案

　　一、 預習目標

　　1、知道數(shù)字電路和模擬電路的概念，了解數(shù)字電路的優(yōu)點。

　　2、知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。

　　3、初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實際問題中的應用

　　二、預習內(nèi)容

　　1.數(shù)字電路：處理 的電路叫做數(shù)字電路。

　　2.門電路：就是一種開關，在一定條件下它允許 ；如果條件不滿足，信號就被阻擋在“門”外。

　　3.如果一個事件的幾個條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，我們把這種關系叫做 。具有 的電路稱為“與”門電路。

　　4.如果幾個條件中，只要有一個條件得到滿足，某件事就會發(fā)生，這種關系叫做 ，具有 的電路叫做“或”門電路。

　　5.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈現(xiàn) 的邏輯關系，叫做“非”邏輯，具有 的電路叫做“非”門電路。

　　三 、提出疑惑

　　課內(nèi)探究學案

　　一、 學習目標

　　1、感受數(shù)字技術對現(xiàn)代生活的巨大改變；

　　2、體驗物理知識與實踐的緊密聯(lián)系；

　　3、突出自主探究、交流合作為主體的學習方式

　　二、學習過程

　　1.按照輸入和輸出關系的不同，可以將基本的邏輯門電路分為“與”門、“或”門、“非”門等。

　�。�1）“與”門

　　理解：當幾個條件同時具備才能出現(xiàn)某一結(jié)果，這些條件與結(jié)果之間的關系稱為“與”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“與”門。

　　符號：如圖

　　特點： ①當A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”；

　�、诋擜輸入為“0”B輸出為“1”或A輸入為“1”B輸出為“0”時，Y輸出為“0”；

　�、郛擜、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。

　�。�2）“或”門

　　理解：當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現(xiàn)某一結(jié)果，則這些條件與結(jié)果之間的關系稱為“或”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“或”門。

　　符號：如圖

　　特點： ①當A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”；

　�、诋斠粋�輸入“0”另一個輸入為“1”時，Y輸出為“1”；

　　③當A、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。

　�。�3）“非”門

　　理解：當一種結(jié)果出現(xiàn)時，另一種結(jié)果一定不出現(xiàn)。即輸出Y是輸入A的否定，這就是“非”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“非”門。

　　符號：如圖

　　特點： ①當A輸入為“1”時，Y輸出為“0”；

　　②當A輸入為“0”時，Y輸出為“1”.

　　2.真值表

　　真值表是包含各種可能性在內(nèi)的邏輯關系表，它包括兩部分，一部分是所有輸入邏輯變量的各種可能組合；另一部分是相應的輸出。右圖是一種具有“與”邏輯功能的門電路。把開關接通記為1,開關斷開記為0,燈亮記為1，燈滅記為0,它的真值表為

　　輸入 輸出

　　A B C Y

　　0 0 0 0

　　0 0 1 0

　　0 1 0 0

　　0 1 1 0

　　1 0 0 0

　　1 0 1 0

　　1 1 0 0

　　1 1 1 1

　　例題：如圖所示，試判斷這是一個什么邏輯門電路。A、B、C閉合時記“1”，斷開時記“0”，Y燈亮時記“1”，不兩記“0”。試完成下面真值表。

　　輸入 輸出

　　A B C Y

　　0 0 0

　　0 0 1

　　0 1 0

　　0 1 1

　　1 0 0

　　1 0 1

　　1 1 0

　　1 1 1

　　解析：由圖可知，開關A、B、C只要有一個閉合時，燈泡就亮，所以這個電路滿足“或”門電路邏輯。即當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現(xiàn)某一結(jié)果，所以這是一個“或”門電路。真值表如下：

　　輸入 輸出

　　A B C Y

　　0 0 0 0

　　0 0 1 1

　　0 1 0 1

　　0 1 1 1

　　1 0 0 1

　　1 0 1 1

　　1 1 0 1

　　1 1 1 1

　　三、反思總結(jié)

　　四、當堂檢測

　　1. 走廊里有一盞燈，在走廊兩端各有一個開關，我們希望不論那一個開關接通都能使燈點亮，那么設計的電路為 （ ）

　　A.“與”門電路

　　B.“非”門電路

　　C.“或”門電路

　　D.上述答案都有可能

　　2. 如圖所示電路為 （ ）

　　A.“與”門電路

　　B.“非”門電路

　　C.“或”門電路

　　D.無法判定

　　3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為 ，在真值表中X除的邏輯值為 。

　　課后練習與提高

　　1.如圖所示電路為 （ ）

　　A.“與”門電路 B.“非”門電路

　　C.“或”門電路 D.無法判定

　　2.有一個邏輯門電路的真值表如下表，試判斷這是一個 門電路，并在右圖中畫出電路符號。

　　3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為 ，在真值表中X除的邏輯值為 。

　　4.下圖左端表示輸入端A、B的電勢隨時間變化的關系。如果它們是“或”門的輸入端，請在方框中畫出輸出端的電勢隨時間變化的關系。

　　探究：

　　下圖是一個簡單的車門報警電路圖，圖中的開關S1、S2分別裝在汽車的兩扇門上，只要有車門打開（電路處于開路狀態(tài)），發(fā)光二極管就發(fā)光報警，請根據(jù)報警裝置的要求，指出虛線方框是何種門電路。

　　第十節(jié) 簡單的邏輯電路參考答案

　　課內(nèi)探究學案

　　1.數(shù)字信號 2.信號通過 3.“與”邏輯關系 “與”邏輯關系4. “或”邏輯關系“或”邏輯關系5. 相反 “非”邏輯關系

　　當堂檢測

　　1、C 2、B

　　3、或 1

　　課后練習與提高

　　1、C

　　2、非

　　3、或， 1

　　4、解答：

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