《邏輯電路》教案

《邏輯電路》教案

　　選修3-1 第二章

　　2.10簡(jiǎn)單的邏輯電路教案

　　一、 教材分析

　　課程標準的要求是“通過(guò)實(shí)驗，觀(guān)察門(mén)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(dòng)控制中的應用�！睆闹锌梢钥闯觯旱谝�、這里的要求很低；第二、學(xué)習邏輯電路必須做實(shí)驗。

　　二 、教學(xué)目標

　　1．知識與技能

　�。�1）知道三種門(mén)電路的邏輯關(guān)系、符號及真值表；

　�。�2）會(huì )用真值表表示一些簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系；

　�。�3）會(huì )分析、設計一些簡(jiǎn)單的邏輯電路。

　　2．過(guò)程與方法

　�。�1）通過(guò)實(shí)例與實(shí)驗，理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結果與條件的邏輯關(guān)系；

　�。�2）通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯電路設計，體會(huì )邏輯電路在生活中的意義。

　　3．情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)

　�。�1）感受數字技術(shù)對現代生活的巨大改變，關(guān)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(shí)踐的緊密聯(lián)系；

　�。�3）學(xué)生在自主探究、交流合作中獲得知識，體會(huì )學(xué)習的快樂(lè )。

　　三、教學(xué)重點(diǎn) 難點(diǎn)

　　重點(diǎn)：三種門(mén)電路的真值表及符號。

　　難點(diǎn)：數字電路的意義。

　　四、學(xué)情分析

　　學(xué)生剛學(xué)完穩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，加上教材中本節屬于對穩恒電流的補充，對后面的傳感器知識起引領(lǐng)。故準備重點(diǎn)講解“與”門(mén)、“或”門(mén)以及“非”門(mén)電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。

　　五、教學(xué)方法

　　實(shí)驗法、討論法

　　六、課前準備

　　門(mén)電路演示板、多媒體課件

　　七、課時(shí)安排 1課時(shí)

　　八、教學(xué)過(guò)程

　�。ㄒ唬╊A習檢查、總結疑惑

　�。ǘ�）情景引入、展示目標

　　講解：樓道自動(dòng)控制燈。

　�、侔滋�，燈不亮。

　�、跊](méi)有聲音，燈不亮。

　�、弁�電，夜晚，拍手，燈亮。

　　師：像這樣，現在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系，實(shí)現這些邏輯功能離不開(kāi)數字信號。

　　請同學(xué)們舉例。

　　生：遙控器、機器人等。

　　師介紹：

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

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

　　這節課我們學(xué)習數字電路中最基本的邏輯電路——門(mén)電路。

　�。ㄈ�）合作探究、精講點(diǎn)播

　　1．“與”門(mén)

　　師：門(mén)是一種條件開(kāi)關(guān)，只有當輸入信號滿(mǎn)足一定條件時(shí)，門(mén)才能被打開(kāi)，才有輸出信號。

　　<自主活動(dòng)>：

　　某財務(wù)室的門(mén)上有兩把鎖，如何才能打開(kāi)大門(mén)？在這個(gè)事件中體現怎么樣的邏輯關(guān)系呢？

　�。�1）投影：

　　引導學(xué)生分析開(kāi)關(guān)A、B對電路的控制作用，體會(huì )“與”邏輯關(guān)系。

　　(當兩個(gè)條件都滿(mǎn)足時(shí)，結果才會(huì )成立)

　�。�2）思考與討論，讓學(xué)生體會(huì )生活中的“與”邏輯關(guān)系。

　　師：具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱(chēng)為“與”門(mén)電路，簡(jiǎn)稱(chēng)“與”門(mén)。

　�。�3）引導學(xué)生把圖2．10-2結果與條件的關(guān)系用表格表示。

　　引導學(xué)生：把開(kāi)關(guān)接通定義為“1”，斷開(kāi)定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數字語(yǔ)言描述上表：

　　師：這是“與”門(mén)的真值表，圖2．10-2中A、B是有邏輯關(guān)系的機械開(kāi)關(guān)，實(shí)用的門(mén)電路則是半導體材料制成的。

　�。�4）“與”門(mén)的符號 （5）演示“與”門(mén)電路。

　　2．“或”門(mén)

　　<自主活動(dòng)>：

　　新學(xué)期開(kāi)學(xué)了，蕪湖十二中416寢室的6名同學(xué)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?wù)勗谶@個(gè)事件中體現怎么樣的邏輯關(guān)系呢？

　�。�1） 投影：

　�。�2） 引導學(xué)生分析開(kāi)關(guān)A、B對電路的控制作用，體會(huì )“或”邏輯關(guān)系(在幾個(gè)控制條件中，只要有一個(gè)條件得到滿(mǎn)足，結果就會(huì )發(fā)生)

　�。�2）思考與討論，讓學(xué)生體會(huì )生活中的“或”邏輯關(guān)系。

　　師：具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱(chēng)為“或”門(mén)電路，簡(jiǎn)稱(chēng)“或”門(mén)。

　�。�3）引導學(xué)生把圖2．10-6結果與條件的關(guān)系用表格表示。

　　引導學(xué)生：把開(kāi)關(guān)接通定義為“1”，斷開(kāi)定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數字語(yǔ)言描述上表：

　　師：這是“或”門(mén)的真值表。

　�。�4）“或”門(mén)的符號。（5）演示“或”門(mén)電路。

　　3．“非”門(mén)

　�。�1）投影：分析開(kāi)關(guān)A、B對電路的控制作用 （2）非門(mén)真值表： （3）非門(mén)符號：

　�。ㄈ�）實(shí)例探究

　　師：介紹集成電路的優(yōu)點(diǎn)。讓學(xué)生了解幾個(gè)“或”門(mén)的集成電路和幾個(gè)“非”門(mén)的集成電路的外引線(xiàn)圖。

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

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

　�。�2）為什么溫度高時(shí)電鈴會(huì )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、由某門(mén)電路構成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖，其中r為光敏電阻，光照時(shí)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(shí)，小燈L不亮，不受光照時(shí)，小燈L亮。

　�、僬堅陔娐分刑摼�(xiàn)框內畫(huà)出該門(mén)電路符號； ②該門(mén)電路是 。

　　教師引導學(xué)生完成對例題的分析和求解，通過(guò)實(shí)例分析加深對所學(xué)知識的理解。

　�。ㄋ模┓此伎偨Y、當堂檢測 作業(yè)

　　1、思考并回答P81“問(wèn)題與練習”中的題目。

　　2、課下閱讀課本80頁(yè)“科學(xué)漫步”中的文章《集成電路》。

　�。ㄎ澹┌l(fā)導學(xué)案、布置作業(yè)

　　1.閱讀科學(xué)漫步──集成電路。

　　2.處理課后問(wèn)題與練習。

　　九、板書(shū)設計

　　含義

　　“門(mén)”電路 真值表

　　符號 科學(xué)探究1

　　含義

　　簡(jiǎn)單的邏輯電路 “或”電路 真值表 科學(xué)探究2 實(shí)際應用

　　符號

　　含義 科學(xué)探究3

　　“非”電路 真值表

　　符號

　　十、教學(xué)反思

　　這里的內容也是為選修3-2中傳感器的教學(xué)做準備的。3-2里關(guān)于傳感器的學(xué)生實(shí)驗，多數都要借助邏輯電路才能完成。實(shí)際上，也只有做過(guò)3-2中關(guān)于傳感器的實(shí)驗后才能學(xué)好邏輯電路的知識。

　　第十節 簡(jiǎn)單的邏輯電路學(xué)案

　　課前預習學(xué)案

　　一、 預習目標

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

　　2、知道“與”門(mén)、“或”門(mén)、“非”門(mén)電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。

　　3、初步了解“與”門(mén)、“或”門(mén)、“非”門(mén)電路在實(shí)際問(wèn)題中的應用

　　二、預習內容

　　1.數字電路：處理 的電路叫做數字電路。

　　2.門(mén)電路：就是一種開(kāi)關(guān)，在一定條件下它允許 ；如果條件不滿(mǎn)足，信號就被阻擋在“門(mén)”外。

　　3.如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿(mǎn)足后，該事件才能發(fā)生，我們把這種關(guān)系叫做 。具有 的電路稱(chēng)為“與”門(mén)電路。

　　4.如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿(mǎn)足，某件事就會(huì )發(fā)生，這種關(guān)系叫做 ，具有 的電路叫做“或”門(mén)電路。

　　5.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈現 的邏輯關(guān)系，叫做“非”邏輯，具有 的電路叫做“非”門(mén)電路。

　　三 、提出疑惑

　　課內探究學(xué)案

　　一、 學(xué)習目標

　　1、感受數字技術(shù)對現代生活的巨大改變；

　　2、體驗物理知識與實(shí)踐的緊密聯(lián)系；

　　3、突出自主探究、交流合作為主體的學(xué)習方式

　　二、學(xué)習過(guò)程

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

　�。�1）“與”門(mén)

　　理解：當幾個(gè)條件同時(shí)具備才能出現某一結果，這些條件與結果之間的關(guān)系稱(chēng)為“與”邏輯，具有這種邏輯的電路稱(chēng)為“與”門(mén)。

　　符號：如圖

　　特點(diǎn)： ①當A、B輸入都為“0”時(shí)，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(shí)，Y輸出為“0”；

　�、郛擜、B輸入都為“1”時(shí)，Y輸出為“1”。

　�。�2）“或”門(mén)

　　理解：當幾個(gè)條件中只要有一個(gè)或一個(gè)以上具備就能出現某一結果，則這些條件與結果之間的關(guān)系稱(chēng)為“或”邏輯，具有這種邏輯的電路稱(chēng)為“或”門(mén)。

　　符號：如圖

　　特點(diǎn)： ①當A、B輸入都為“0”時(shí)，Y輸出為“0”；

　�、诋斠粋�(gè)輸入“0”另一個(gè)輸入為“1”時(shí)，Y輸出為“1”；

　�、郛擜、B輸入都為“1”時(shí)，Y輸出為“1”。

　�。�3）“非”門(mén)

　　理解：當一種結果出現時(shí)，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(chēng)為“非”門(mén)。

　　符號：如圖

　　特點(diǎn)： ①當A輸入為“1”時(shí)，Y輸出為“0”；

　�、诋擜輸入為“0”時(shí)，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(guān)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(mén)電路。把開(kāi)關(guān)接通記為1,開(kāi)關(guān)斷開(kāi)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(gè)什么邏輯門(mén)電路。A、B、C閉合時(shí)記“1”，斷開(kāi)時(shí)記“0”，Y燈亮時(shí)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(kāi)關(guān)A、B、C只要有一個(gè)閉合時(shí)，燈泡就亮，所以這個(gè)電路滿(mǎn)足“或”門(mén)電路邏輯。即當幾個(gè)條件中只要有一個(gè)或一個(gè)以上具備就能出現某一結果，所以這是一個(gè)“或”門(mén)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. 走廊里有一盞燈，在走廊兩端各有一個(gè)開(kāi)關(guān)，我們希望不論那一個(gè)開(kāi)關(guān)接通都能使燈點(diǎn)亮，那么設計的電路為 （ ）

　　A.“與”門(mén)電路

　　B.“非”門(mén)電路

　　C.“或”門(mén)電路

　　D.上述答案都有可能

　　2. 如圖所示電路為 （ ）

　　A.“與”門(mén)電路

　　B.“非”門(mén)電路

　　C.“或”門(mén)電路

　　D.無(wú)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(mén)電路 B.“非”門(mén)電路

　　C.“或”門(mén)電路 D.無(wú)法判定

　　2.有一個(gè)邏輯門(mén)電路的真值表如下表，試判斷這是一個(gè) 門(mén)電路，并在右圖中畫(huà)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(shí)間變化的關(guān)系。如果它們是“或”門(mén)的輸入端，請在方框中畫(huà)出輸出端的電勢隨時(shí)間變化的關(guān)系。

　　探究：

　　下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的車(chē)門(mén)報警電路圖，圖中的開(kāi)關(guān)S1、S2分別裝在汽車(chē)的兩扇門(mén)上，只要有車(chē)門(mén)打開(kāi)（電路處于開(kāi)路狀態(tài)），發(fā)光二極管就發(fā)光報警，請根據報警裝置的要求，指出虛線(xiàn)方框是何種門(mén)電路。

　　第十節 簡(jiǎn)單的邏輯電路參考答案

　　課內探究學(xué)案

　　1.數字信號 2.信號通過(guò) 3.“與”邏輯關(guān)系 “與”邏輯關(guān)系4. “或”邏輯關(guān)系“或”邏輯關(guān)系5. 相反 “非”邏輯關(guān)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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