邏輯電路和控制電路(導(dǎo)學(xué)案)

1、課題：2.8邏輯電路和控制電路姓名：學(xué)號(hào)：班級(jí)：高一（）班知識(shí)與技能目標(biāo)：了解“與”邏輯、 “或”邏輯和“非”邏輯的意義，理解條件與結(jié)果的關(guān)系，以及這些邏輯關(guān)系的真值表教學(xué)重點(diǎn)： 知道 “與”門(mén)、 “或”門(mén)和 “非”門(mén)三種基本邏輯電路。教學(xué)難點(diǎn)： 各種門(mén)電路的邏輯關(guān)系。導(dǎo)學(xué)過(guò)程導(dǎo)入新課一、引入課題情景 1：（投影）數(shù)碼相機(jī)、數(shù)碼攝影機(jī)、條形碼、遙控器和數(shù)字電視機(jī)圖片。這些電子產(chǎn)品都是伴隨數(shù)字技術(shù)的發(fā)展而出現(xiàn)的，還有信息高速公路，電腦多媒體，移動(dòng)電話(huà)系統(tǒng)等也都運(yùn)用到數(shù)字技術(shù)，為什么稱(chēng)之為數(shù)字技術(shù)呢？讓我們先來(lái)看一下這樣兩類(lèi)電信號(hào)。情景 2：模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)（用多媒體課件演示兩種信號(hào)）設(shè)問(wèn)：這兩

2、種信號(hào)有什么不一樣？如圖 1 中的這種信號(hào)，它的電壓隨時(shí)間是連續(xù)變化的，比如音頻電信號(hào)，我們把它叫做模擬信號(hào)。如圖 2 顯示的電信號(hào)是跳躍式變化的，它們通常只有兩種狀態(tài)，即高電勢(shì)（比如5v）和低電勢(shì)（比如 0v），高電勢(shì)和低電勢(shì)可以分別用數(shù)字“ 1”和“ 0”來(lái)表示，這樣我們就可以用“ 1”和“ 0”組成的一串?dāng)?shù)字來(lái)表示這個(gè)電信號(hào)了，所以這類(lèi)信號(hào)被稱(chēng)為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字技術(shù)中處理數(shù)字信號(hào)的電路叫做數(shù)字電路。邏輯電路是數(shù)字電路的基本組成部分，今天我們就來(lái)學(xué)習(xí)邏輯電路中的基本門(mén)電路。1 三種基本邏輯電路（ 1）“與”門(mén)真值表輸入結(jié)果ABY00011011（ 2）“或”門(mén)真值表輸入結(jié)果ABY000110

3、11輸入（ 3）“非”門(mén)真值表結(jié)果AY01二、教學(xué)過(guò)程1 “與”門(mén)我們先來(lái)看一個(gè)簡(jiǎn)單的電路 （圖 3），讓學(xué)生判斷兩個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)怎樣決定了這個(gè)燈是亮還是滅（見(jiàn)表 1）。圖 3開(kāi)關(guān) S開(kāi)關(guān) S燈泡 L12斷斷滅斷合滅合斷滅合合亮表 1如果規(guī)定開(kāi)關(guān)閉合為“1”，斷開(kāi)為“ 0”，燈泡 L 亮為“ 1”，滅為“ 0”，那么表中開(kāi)關(guān)和燈泡所處的狀態(tài)就數(shù)字化了。開(kāi)關(guān) S1開(kāi)關(guān) S2燈泡 L000010100111表 2表 2 中開(kāi)關(guān) S1 和 S2 是控制條件，而燈泡 L 是控制的結(jié)果，我們把這種表示各種控制條件和對(duì)應(yīng)控制結(jié)果的表格，叫做真值表。在門(mén)電路中也有反映類(lèi)似邏輯關(guān)系的電路，叫做“與” 門(mén)。它的兩

4、個(gè)輸入端分別為A 和 B，有一個(gè)輸出端Y。當(dāng)輸入A 與輸入 B 均是高電勢(shì)時(shí)，輸出Y 才是高電勢(shì)。直接給出“與門(mén)”的定義：輸入 A 與輸入 B 均是高電勢(shì)時(shí)，輸出Y 才是高電勢(shì)的邏輯電路叫做“與”門(mén)?！芭c”門(mén)邏輯式：Y=A· B“與”門(mén)的真值表輸入輸出ABY000010100111教師闡述：門(mén)電路就像一扇門(mén)，當(dāng)具備開(kāi)門(mén)條件時(shí)，輸出端就有一個(gè)信號(hào)輸出；反之，門(mén)關(guān)閉，就有另一個(gè)信號(hào)輸出。圖 4實(shí)驗(yàn)演示晶體二極管“與”門(mén)電路（如圖4），說(shuō)明此電路分為輸入端和輸出端以及中間的控制電路，讓學(xué)生觀察到只有A B 處都接 1，即都輸入高電勢(shì)，輸出端才輸出電壓（高電勢(shì) 1），認(rèn)識(shí)“與”門(mén)電路所具有的

5、輸入電勢(shì)與輸出電勢(shì)之間的邏輯關(guān)系，知道它具有這樣的邏輯關(guān)系是由于二極管具有的加正向電壓被導(dǎo)通、加反向電壓被截止的特性造成的。2 “或”門(mén)圖 5在這個(gè)電路中（圖5），兩個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)如何決定這個(gè)燈的亮或滅呢？類(lèi)比“與”門(mén)的學(xué)習(xí)過(guò)程，指導(dǎo)學(xué)生自主填寫(xiě)表格（表3 和表 4），闡述：在門(mén)電路中也有反映類(lèi)似邏輯關(guān)系的電路，叫做“或”門(mén)；并啟發(fā)學(xué)生給出“或”門(mén)的定義。開(kāi)關(guān) S1開(kāi)關(guān) S2燈泡 L斷斷滅斷合亮合斷亮合合亮表 3開(kāi)關(guān)12燈泡 LS開(kāi)關(guān) S000011101111表 4輸入 A 與輸入 B 中任一個(gè)或者兩個(gè)都是高電勢(shì)，輸出Y 就為高電勢(shì)的邏輯電路叫做“或”門(mén)?！盎颉遍T(mén)邏輯式：Y=A+B“或”門(mén)的真

6、值表輸入輸出ABY000011101111圖 6實(shí)驗(yàn)演示晶體二極管“或”門(mén)電路（如圖6），介紹該電路的輸入端和輸出端以及中間的控制電路， 讓學(xué)生觀察到只要 A、B 處任意一個(gè)接 1，即輸入高電勢(shì)， 輸出端就輸出電壓 （高電勢(shì) 1），讓學(xué)生知道“或”門(mén)電路所具有的輸入電勢(shì)與輸出電勢(shì)之間的邏輯關(guān)系。3 “非”門(mén)在這個(gè)電路中 （如圖 7），這個(gè)開(kāi)關(guān)的狀態(tài)如何決定這個(gè)燈的亮或滅呢？經(jīng)歷了“與” 門(mén)、“或”門(mén)的學(xué)習(xí)過(guò)程，讓學(xué)生完全自主填寫(xiě)表格（表 5 和表 6），指出：在門(mén)電路中也有反映類(lèi)似邏輯關(guān)系的電路，叫做“非”門(mén)，并讓學(xué)生嘗試給出“非”門(mén)的定義。圖 7開(kāi)關(guān)S燈泡L斷滅合亮表 5斷合開(kāi)關(guān)S燈泡滅亮L

7、表 6輸入 A 為高電勢(shì)時(shí)輸出 Y 為低電勢(shì)，輸入 A 為低電勢(shì)時(shí)輸出 Y 為高電勢(shì)的邏輯電路叫做“非”門(mén)?！胺恰遍T(mén)邏輯式：Y = ?A“非”門(mén)的真值表輸入輸出AY0 11 0練習(xí) 1：下圖中用電信號(hào)的方式標(biāo)出了“與”門(mén)輸入端端 Y 輸出的電信號(hào)。A、B 上的輸入情況，請(qǐng)畫(huà)出輸出練習(xí) 2：下圖中用電信號(hào)的方式標(biāo)出了“或”門(mén)輸入端A、 B 上的輸入情況，請(qǐng)畫(huà)出輸出端 Y 輸出的電信號(hào)。練習(xí) 3：下圖中用電信號(hào)的方式標(biāo)出了“非”門(mén)輸入端A 上的輸入情況，請(qǐng)畫(huà)出輸出端Y輸出的電信號(hào)。練習(xí) 4：下圖所示的電路圖是一個(gè)應(yīng)用“非”門(mén)構(gòu)成一個(gè)簡(jiǎn)易火警報(bào)警器電路。R 是可變電阻， R' 是一個(gè)熱敏電阻

8、（當(dāng)溫度較低時(shí)，熱敏電阻的電阻值很大，即R' 遠(yuǎn)大于 R；而當(dāng)火警發(fā)生時(shí)，熱敏電阻的電阻值就會(huì)降低，從而遠(yuǎn)小于電阻R 的阻值）， L 是一個(gè)蜂鳴器，G是一個(gè)“非”門(mén)。請(qǐng)分析說(shuō)明其工作原理。小結(jié)： 今天我們學(xué)習(xí)的“與”門(mén)、“或”門(mén)、“非”門(mén)在工作時(shí)好像處在“是”和“非”的邏輯判斷之中，因此得名邏輯電路。“與”門(mén)、“或”門(mén)、“非”門(mén)是邏輯電路中最小的結(jié)構(gòu)單位，因此把它們叫做基本門(mén)電路。用這三個(gè)基本門(mén)可以組合成復(fù)合門(mén)（如“與非”門(mén)、“或非”門(mén)等）和更加復(fù)雜的邏輯電路。邏輯電路是數(shù)字電路的基本組成部分，數(shù)字電路處理的是數(shù)字信號(hào)，受外界干擾的影響小，它具有高速度、高保真等優(yōu)點(diǎn)，因此現(xiàn)在一些高質(zhì)量

9、的電視機(jī)、音響、照相機(jī)、手機(jī)等都采用數(shù)字電路。課后作業(yè) P45 ，【典型例題】1、在舉重比賽中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲為主裁判，乙、丙為副裁判，當(dāng)主裁判和一名以上（包括一名）副裁判認(rèn)為運(yùn)動(dòng)員上舉合格后，才可發(fā)出合格信號(hào)。試列出真值表2、如圖（1）所示，表示輸入端A、B的電勢(shì)隨時(shí)間的變化關(guān)系，完成下題：求圖（ 2）中輸出Y 隨時(shí)間變化的關(guān)系?！踞槍?duì)訓(xùn)練】1、 教室前門(mén)共有三把鑰匙，真值表（鑰匙存在為“鑰匙這三把鑰匙之間的關(guān)系是- 邏輯關(guān)系。 請(qǐng)寫(xiě)出邏輯符號(hào)以及1”，不存在為“0”，門(mén)打開(kāi)為“1”，未打開(kāi)為“ 0”）。結(jié)果ABCY2、 十字路口的紅綠燈的關(guān)系是- 。3、 樓梯過(guò)道中的電燈往往

10、采用如圖電路控制，設(shè)高電壓為“1”，底電壓為“0”，試討論燈泡4、 L 的亮暗情況，并列出真值表ABY5、 請(qǐng)?jiān)囍鴮?xiě)出如圖中A 、B、C 及 Y 的真值表6、 一個(gè)與門(mén)的輸出端與一個(gè)非門(mén)的輸入端相連形成一個(gè)與非門(mén)，如圖（1）所示。已知輸入A 、 B 的波形如圖（2）所示，試畫(huà)出Y 的波形圖課堂檢測(cè)1、如圖是一個(gè)火警報(bào)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(yīng)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(bào)警溫度

11、調(diào)得稍抵些，R 的值應(yīng)大一些還是小一些？2、如圖所示為三個(gè)門(mén)電路符號(hào)，下列判斷正確的是A 、 甲為“非”門(mén)、乙為“與”門(mén)、丙為“或”門(mén)B、 甲為“與”門(mén)、乙為“或”門(mén)、丙為“非”門(mén)C、 甲為“非”門(mén)、乙為“或”門(mén)、丙為“與”門(mén)D、 甲為“或”門(mén)、乙為“與”門(mén)、丙為“非”門(mén)3、如圖所示是一個(gè)溫度報(bào)警電路，R1 為熱敏電阻，R2 為可變電阻，是斯密特觸發(fā)器，為蜂鳴器，（ 1）請(qǐng)你說(shuō)明工作原理， （ 2）怎樣能夠使熱敏電阻在感測(cè)到更高的溫度時(shí)才報(bào)警？3、（ 1）低溫時(shí)R1 較大， A高， Y 點(diǎn)電勢(shì)低，蜂鳴器響。（ 2）應(yīng)減小R2 的阻值。點(diǎn)電勢(shì)低，Y 點(diǎn)電勢(shì)高，蜂鳴器不響，高溫時(shí)R1 較小， A點(diǎn)

12、電勢(shì)4、如圖所示為熱水系統(tǒng)的恒溫器電路，當(dāng)溫度低時(shí)，熱敏電阻的電阻很大，溫度高時(shí)，熱敏電阻的電阻就很小。只有當(dāng)熱水器中有水或水的溫度低時(shí)，發(fā)熱器才會(huì)開(kāi)啟并加熱，反之，便回關(guān)掉發(fā)熱器。（ 1）圖中虛線(xiàn)框中應(yīng)接入一個(gè)什么邏輯電路？（ 2）為將水溫調(diào)高一些，應(yīng)如何改變可變電阻的阻值？參考答案：例題： 1、ABCY000000100110010010001011110111112、針對(duì)訓(xùn)練1、鑰匙結(jié)果ABCY000000110101011110011011110111112、“非”邏輯關(guān)系3、ABY0000111011104、ABY 1CY 2Y0000110001000100110101001000111001001110111111015、能力訓(xùn)練1、（ 1）溫度較低時(shí) Rt 的阻值很大， R 比 Rt 小的多，因此 PX 之間電壓較大。要求此時(shí)電鈴不響，表明輸出給電