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《邏輯電路》教案

《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“透過實驗,觀察閘電路的基本作用。初步瞭解邏輯電路的基本原理以及在自動控制中的應用。”從中可以看出:第一、這裡的要求很低;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)知道三種閘電路的邏輯關係、符號及真值表;

(2)會用真值表表示一些簡單的邏輯關係;

(3)會分析、設計一些簡單的邏輯電路。

2.過程與方法

(1)透過例項與實驗,理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結果與條件的邏輯關係;

(2)透過簡單的邏輯電路設計,體會邏輯電路在生活中的意義。

3.情感態度與價值觀

(1)感受數字技術對現代生活的巨大改變,關注我國積體電路以及元器件研究的發展情況;

(2)體驗物理知識與實踐的緊密聯絡;

(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:三種閘電路的真值表及符號。

難點:數位電路的意義。

四、學情分析

學生剛學完穩恆電流及複雜電路分析,對電勢等概念比較清晰,但分析複雜電路的水平有限,加上教材中本節屬於對穩恆電流的補充,對後面的感測器知識起引領。故準備重點講解“與”門、“或”門以及“非”閘電路的特徵、邏輯關係及表示法。

五、教學方法

實驗法、討論法

六、課前準備

閘電路演示板、多媒體課件

七、課時安排 1課時

八、教學過程

(一)預習檢查、總結疑惑

(二)情景引入、展示目標

講解:樓道自動控制燈。

①白天,燈不亮。

②沒有聲音,燈不亮。

③通電,夜晚,拍手,燈亮。

師:像這樣,現在很多電器中都包含了“智慧”化邏輯關係,實現這些邏輯功能離不開數字訊號。

請同學們舉例。

生:遙控器、機器人等。

師介紹:

①模擬訊號:連續變化的電壓訊號。②數字訊號:只有兩個對立的狀態,高電平“1”,低電平“0”。

數字訊號的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”,而處理數字訊號的電路——數位電路,就有了辨別“是”、“非”的邏輯功能。

這節課我們學習數位電路中最基本的邏輯電路——閘電路。

(三)合作探究、精講點播

1.“與”門

師:門是一種條件開關,只有當輸入訊號滿足一定條件時,門才能被開啟,才有輸出訊號。

<自主活動>:

某財務室的門上有兩把鎖,如何才能開啟大門?在這個事件中體現怎麼樣的邏輯關係呢?

(1)投影:

引導學生分析開關A、B對電路的控制作用,體會“與”邏輯關係。

(當兩個條件都滿足時,結果才會成立)

(2)思考與討論,讓學生體會生活中的“與”邏輯關係。

師:具有“與”邏輯關係的電路稱為“與”閘電路,簡稱“與”門。

(3)引導學生把圖2.10-2結果與條件的關係用表格表示。

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是有邏輯關係的機械開關,實用的閘電路則是半導體材料製成的。

(4)“與”門的符號 (5)演示“與”閘電路。

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怎麼樣的邏輯關係呢?

(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”邏輯關係(在幾個控制條件中,只要有一個條件得到滿足,結果就會發生)

(2)思考與討論,讓學生體會生活中的“或”邏輯關係。

師:具有“或”邏輯關係的電路稱為“或”閘電路,簡稱“或”門。

(3)引導學生把圖2.10-6結果與條件的關係用表格表示。

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”閘電路。

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:

(三)例項探究

師:介紹積體電路的優點。讓學生了解幾個“或”門的積體電路和幾個“非”門的積體電路的外引線圖。

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,火警時產生高溫,電鈴響起。在圖中虛線處應接入怎樣的元件?

(2)為什麼溫度高時電鈴會被接通?

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

例2、由某閘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。

①請在電路中虛線框內畫出該閘電路符號; ②該閘電路是 。

教師引導學生完成對例題的`分析和求解,透過例項分析加深對所學知識的理解。

(四)反思總結、當堂檢測 作業

1、思考並回答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《積體電路》。

(五)發導學案、佈置作業

1.閱讀科學漫步──積體電路。

2.處理課後問題與練習。

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

這裡的內容也是為選修3-2中感測器的教學做準備的。3-2裡關於感測器的學生實驗,多數都要藉助邏輯電路才能完成。實際上,也只有做過3-2中關於感測器的實驗後才能學好邏輯電路的知識。

第十節 簡單的邏輯電路學案

課前預習學案

一、 預習目標

1、知道數位電路和類比電路的概念,瞭解數位電路的優點。

2、知道“與”門、“或”門、“非”閘電路的特徵、邏輯關係及表示法。

3、初步瞭解“與”門、“或”門、“非”閘電路在實際問題中的應用

二、預習內容

1.數位電路:處理 的電路叫做數位電路。

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

3.如果一個事件的幾個條件都滿足後,該事件才能發生,我們把這種關係叫做 。具有 的電路稱為“與”閘電路。

4.如果幾個條件中,只要有一個條件得到滿足,某件事就會發生,這種關係叫做 ,具有 的電路叫做“或”閘電路。

5.輸出狀態和輸入狀態呈現 的邏輯關係,叫做“非”邏輯,具有 的電路叫做“非”閘電路。

三 、提出疑惑

課內探究學案

一、 學習目標

1、感受數字技術對現代生活的巨大改變;

2、體驗物理知識與實踐的緊密聯絡;

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.按照輸入和輸出關係的不同,可以將基本的邏輯閘電路分為“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某一結果,這些條件與結果之間的關係稱為“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”;

②當A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”;

③當A、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某一結果,則這些條件與結果之間的關係稱為“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”;

②當一個輸入“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:當一種結果出現時,另一種結果一定不出現。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的邏輯關係表,它包括兩部分,一部分是所有輸入邏輯變數的各種可能組合;另一部分是相應的輸出。右圖是一種具有“與”邏輯功能的閘電路。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,試判斷這是一個什麼邏輯閘電路。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”閘電路邏輯。即當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現某一結果,所以這是一個“或”閘電路。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

四、當堂檢測

1. 走廊裡有一盞燈,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,那麼設計的電路為 ( )

A.“與”閘電路

B.“非”閘電路

C.“或”閘電路

D.上述答案都有可能

2. 如圖所示電路為 ( )

A.“與”閘電路

B.“非”閘電路

C.“或”閘電路

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 。

課後練習與提高

1.如圖所示電路為 ( )

A.“與”閘電路 B.“非”閘電路

C.“或”閘電路 D.無法判定

2.有一個邏輯閘電路的真值表如下表,試判斷這是一個 閘電路,並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係。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係。

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,只要有車門開啟(電路處於開路狀態),發光二極體就發光報警,請根據報警裝置的要求,指出虛線方框是何種閘電路。

第十節 簡單的邏輯電路參考答案

課內探究學案

1.數字訊號 2.訊號透過 3.“與”邏輯關係 “與”邏輯關係4. “或”邏輯關係“或”邏輯關係5. 相反 “非”邏輯關係

當堂檢測

1、C 2、B

3、或 1

課後練習與提高

1、C

2、非

3、或, 1

4、解答: