《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、這裏的要求很低；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）通過實例與實驗，理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結果與條件的邏輯關係；

（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，關注我國集成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繫；

（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：數字電路的意義。

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

門電路演示板、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“智能”化邏輯關係，實現這些邏輯功能離不開數字信號。

請同學們舉例。

生：遙控器、機器人等。

師介紹：

①模擬信號：連續變化的電壓信號。②數字信號：只有兩個對立的狀態，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。

這節課我們學習數字電路中最基本的邏輯電路——門電路。

（三）合作探究、精講點播

1．“與”門

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

<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，結果纔會成立)

（2）思考與討論，讓學生體會生活中的“與”邏輯關係。

師：具有“與”邏輯關係的電路稱爲“與”門電路，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：把開關接通定義爲“1”，斷開定義爲“0”；燈亮定義爲“1”，燈熄定義爲“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，實用的門電路則是半導體材料製成的。

（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”邏輯關係的電路稱爲“或”門電路，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：把開關接通定義爲“1”，斷開定義爲“0”；燈亮定義爲“1”，燈熄定義爲“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”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：

（三）實例探究

師：介紹集成電路的優點。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，火警時產生高溫，電鈴響起。在圖中虛線處應接入怎樣的元件？

（2）爲什麼溫度高時電鈴會被接通？

（3）爲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、由某門電路構成的一簡單控制電路如圖，其中r爲光敏電阻，光照時電阻很小，R爲變阻器，L爲小燈泡。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。

（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《集成電路》。

（五）發導學案、佈置作業

1.閱讀科學漫步──集成電路。

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

這裏的內容也是爲選修3-2中傳感器的教學做準備的。3-2裏關於傳感器的.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中關於傳感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、知道數字電路和模擬電路的概念，瞭解數字電路的優點。

2、知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特徵、邏輯關係及表示法。

3、初步瞭解“與”門、“或”門、“非”門電路在實際問題中的應用

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後，該事件才能發生，我們把這種關係叫做 。具有 的電路稱爲“與”門電路。

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

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”門電路。

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繫；

3、突出自主探究、交流合作爲主體的學習方式

二、學習過程

1.按照輸入和輸出關係的不同，可以將基本的邏輯門電路分爲“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爲“與”邏輯，具有這種邏輯的電路稱爲“與”門。

符號：如圖

特點： ①當A、B輸入都爲“0”時，Y輸出爲“0”；

②當A輸入爲“0”B輸出爲“1”或A輸入爲“1”B輸出爲“0”時，Y輸出爲“0”；

③當A、B輸入都爲“1”時，Y輸出爲“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爲“或”邏輯，具有這種邏輯的電路稱爲“或”門。

符號：如圖

特點： ①當A、B輸入都爲“0”時，Y輸出爲“0”；

②當一個輸入“0”另一個輸入爲“1”時，Y輸出爲“1”；

③當A、B輸入都爲“1”時，Y輸出爲“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爲“非”門。

符號：如圖

特點： ①當A輸入爲“1”時，Y輸出爲“0”；

②當A輸入爲“0”時，Y輸出爲“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。把開關接通記爲1,開關斷開記爲0,燈亮記爲1，燈滅記爲0,它的真值表爲

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某一結果，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

四、當堂檢測

1. 走廊裏有一盞燈，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，那麼設計的電路爲 （ ）

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. 如圖所示電路爲 （ ）

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，此邏輯電路爲 ，在真值表中X除的邏輯值爲 。

課後練習與提高

1.如圖所示電路爲 （ ）

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，並在右圖中畫出電路符號。

3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路爲 ，在真值表中X除的邏輯值爲 。

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，只要有車門打開（電路處於開路狀態），發光二極管就發光報警，請根據報警裝置的要求，指出虛線方框是何種門電路。

第十節 簡單的邏輯電路參考答案

課內探究學案

1.數字信號 2.信號通過 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：