第11節(jié)簡(jiǎn)單的邏輯電路(教師參考)一、教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與技能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(diǎn)2.知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法3.初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實(shí)際問題中的應(yīng)用過程與方法突出自主探究、交流合作為主體的學(xué)習(xí)方式情感態(tài)度與價(jià)值觀1.感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變2.體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)踐的緊密聯(lián)系二、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)三種門電路的邏輯功能教學(xué)難點(diǎn)1.理解“與”門、“或”門、“非”門在實(shí)際電路中的應(yīng)用2.簡(jiǎn)單組合邏輯電路的邏輯功能及其應(yīng)用三、重難點(diǎn)突破方略“非”門電路的突破方略【演示】一盞神奇的燈,閉合開關(guān),燈熄滅.投影如圖所示的電路,并提問.【問題1】閉合開關(guān)A對(duì)電路中的燈泡起什么控制作用?學(xué)生:閉合開關(guān)A,使電路中的燈泡短路,燈就熄滅了.【問題2】

開關(guān)A斷開時(shí),燈泡是亮的,閉合開關(guān)A,燈泡熄滅了,這是“與”邏輯關(guān)系,還是“或”邏輯關(guān)系?學(xué)生:既不是“與”邏輯關(guān)系,也不是“或”邏輯關(guān)系.教師:這是“非”邏輯關(guān)系.【問題3】

把開關(guān)接通定義為1,斷開定義為0,燈泡亮為1,熄為0,輸入為1時(shí)輸出為多少?輸入為0時(shí)輸出又為多少?請(qǐng)同學(xué)們自己探究輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)間的關(guān)系,說明什么是“非”邏輯關(guān)系.學(xué)生討論,得出結(jié)論:輸入為1時(shí),輸出為0;輸入為0時(shí),輸出為1.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)成相反的邏輯關(guān)系為“非”邏輯關(guān)系.教師:具有“非”邏輯關(guān)系的電路稱為“非”門電路,簡(jiǎn)稱“非”門,符號(hào):【問題4】

請(qǐng)同學(xué)們完成“非”門的真值表.輸入A輸出Y10學(xué)生:“非”門的真值表如下輸入A輸出Y1001自主學(xué)習(xí)課堂探究達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)自主學(xué)習(xí)課前預(yù)習(xí)·感悟新知(教師參考)情境鏈接數(shù)字信號(hào)只有兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài):“有”或者“沒有”,也即高電平“1”、低電平“0”.而模擬信號(hào)則是連續(xù)變化的電壓信號(hào),調(diào)節(jié)收音機(jī)的音量,聲音連續(xù)變化,聲音信號(hào)就是“模擬”量.模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)圖像如圖所示.據(jù)此你認(rèn)為什么是模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)?信息電壓信號(hào)隨時(shí)間連續(xù)變化的叫模擬信號(hào);電壓信號(hào)不隨時(shí)間連續(xù)變化的叫數(shù)字信號(hào).教材梳理一、門電路

分析教材第72頁圖2.11-1,識(shí)別模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào).1.數(shù)字信號(hào)在變化中的兩個(gè)對(duì)立狀態(tài):

,或者

.2.數(shù)字電路(1)概念:處理

的電路.(2)功能:研究電路的

功能.二、“與”門

閱讀教材第72～74頁“‘與’門”部分,了解“與”邏輯關(guān)系,知道“與”門的符號(hào).1.邏輯關(guān)系:一個(gè)事件的

都滿足后,該事件才能發(fā)生.“有”“沒有”數(shù)字信號(hào)邏輯幾個(gè)條件2.真值表:“有”用“1”表示,“沒有”用“0”表示輸入輸出ABY00001

10011

01想一想在登錄你的電子信箱的過程中,要有兩個(gè)條件,一個(gè)是用戶名,一個(gè)是登錄密碼,要完成這個(gè)事件,它們所體現(xiàn)的邏輯關(guān)系是什么?答案:是“與”邏輯關(guān)系.三、“或”門閱讀教材第74～75頁“‘或’門”部分,了解“或”邏輯關(guān)系,知道“或”門的符號(hào).1.邏輯關(guān)系:幾個(gè)條件中,只要有

得到滿足,某事件就會(huì)發(fā)生.一個(gè)條件2.真值表輸入輸出ABY0

001

10111

011想一想隧道里有個(gè)報(bào)警器,在隧道的兩端各有一個(gè)開關(guān),在出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)要求不論接通哪個(gè)開關(guān)都能使報(bào)警器報(bào)警,那么應(yīng)設(shè)計(jì)的電路是什么邏輯關(guān)系?答案:“或”邏輯關(guān)系.四、“非”門

閱讀教材第75～76頁“‘非’門”部分,了解“非”邏輯關(guān)系,知道“非”門的符號(hào).1.邏輯關(guān)系:輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)

.相反2.真值表輸入輸出AY0

011想一想

為了節(jié)約用電,一種新型雙門電冰箱安裝了如下控制裝置:只要有一扇門沒有關(guān)緊,報(bào)警器就鳴響.如果規(guī)定:門關(guān)緊時(shí)輸入信號(hào)為“0”,未關(guān)緊時(shí)輸入信號(hào)為“1”;當(dāng)輸出信號(hào)為“1”時(shí),報(bào)警器就鳴響,輸出信號(hào)為“0”時(shí),報(bào)警器就不鳴響.那么應(yīng)設(shè)計(jì)的電路是什么邏輯關(guān)系?答案:“非”邏輯關(guān)系.五、集成電路1.構(gòu)成:將組成電路的元器件(如電容、電阻、晶體管)和連線集成在同一

上.2.優(yōu)點(diǎn):

小,方便、可靠,適于系列化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)等.基片體積自主檢測(cè)1.聯(lián)合國(guó)安理會(huì)每個(gè)常任理事國(guó)都擁有否決權(quán),假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器,常任理事國(guó)投反對(duì)票時(shí)輸入“0”,投贊成或棄權(quán)時(shí)輸入“1”,提案通過為“1”,通不過為“0”,則這個(gè)表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系(

)A.“與” B.“非” C.“或” D.“與非”A解析:聯(lián)合國(guó)規(guī)定,只要常任理事國(guó)有一個(gè)反對(duì),提案就不能通過.這和“與”邏輯關(guān)系一致.2.邏輯電路的信號(hào)有兩種狀態(tài):一是高電位狀態(tài),用“1”表示;二是低電位狀態(tài),用“0”表示,關(guān)于這里的“1”和“0”,下列說法中正確的是(

)A.“1”表示電壓為1V,“0”表示電壓為0VB.“1”表示電壓為大于或等于1V,“0”表示電壓一定為0VC.“1”和“0”是邏輯關(guān)系的兩種可能的取值,不表示具體的數(shù)字D.“1”表示該點(diǎn)與電源正極相連,“0”表示該點(diǎn)與電源負(fù)極相連C解析:邏輯電路的信號(hào)有兩種狀態(tài),用“1”和“0”分別表示對(duì)應(yīng)的“高電位”和“低電位”兩種狀態(tài),因此選項(xiàng)C正確,A,B,D錯(cuò)誤.3.為了保障行駛安全,一種新型雙門電動(dòng)公交車安裝了如下控制裝置:要有一扇門沒有關(guān)緊,汽車就不能啟動(dòng).如果規(guī)定車門關(guān)緊時(shí)為“1”,未關(guān)緊時(shí)為“0”;當(dāng)輸出信號(hào)為“1”時(shí),汽車可以正常啟動(dòng)行駛,當(dāng)輸出信號(hào)為“0”時(shí),汽車不能啟動(dòng).能正確表示該控制裝置工作原理的邏輯門是(

)A.“與”門 B.“或”門 C.“非”門 D.“與非”門A解析:由題意知只要有一扇門沒有關(guān)緊,汽車就不能啟動(dòng),也就是說只有兩扇門都關(guān)緊,汽車才能正常啟動(dòng),所以該控制裝置工作原理的邏輯門是“與”門,故選項(xiàng)A正確.4.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.解析:設(shè)甲、乙、丙三名裁判的意見為邏輯變量A,B,C,結(jié)果為Y.并且對(duì)于A,B,C,設(shè)上舉合格為邏輯“1”,不合格為邏輯“0”.對(duì)于Y,設(shè)上舉合格為邏輯“1”,不合格為邏輯“0”.根據(jù)題意綜合上述假設(shè)列出真值表如表所示:ABCY00000010010001101000110110111111答案:見解析課堂探究核心導(dǎo)學(xué)·要點(diǎn)探究要點(diǎn)一三種門電路【問題導(dǎo)引】1.如圖所示,兩個(gè)開關(guān)A,B串聯(lián)起來控制同一燈泡Y,顯然,只有A與B同時(shí)閉合時(shí),燈泡Y才會(huì)亮.在這個(gè)事件中,“A,B同時(shí)閉合”是條件,“燈泡Y亮”是結(jié)果.那么:(1)事件的兩個(gè)條件需滿足幾個(gè),事件才能發(fā)生?(2)在下表中填寫對(duì)應(yīng)條件下事件的結(jié)果(燈泡Y是亮還是熄).答案:(1)兩個(gè)條件都滿足(2)熄熄熄亮條件結(jié)果開關(guān)A開關(guān)B燈泡Y斷斷斷通通斷通通(3)如果把開關(guān)的“通”記為1,“斷”記為0,把燈“亮”記為“1”,“熄”記為“0”,把上面表格用1,0表示.答案:(3)輸入輸出ABY0000101001112.如何確定邏輯“1”與“0”?答案:“1”和“0”是分別代表兩種相反狀態(tài)的代碼,例如開關(guān)斷開代表“0”狀態(tài),接通代表“1”狀態(tài).對(duì)邏輯電路的輸入、輸出來說,一般是高電壓為“1”,低電壓為“0”.對(duì)具體的數(shù)字電路來說,電壓高于某一值時(shí)為“1”,低于某一值時(shí)為“0”.【例1】

下面是邏輯電路圖及其真值表,此邏輯電路為

門電路,在真值表中X處的邏輯值為

.

輸入輸出ABY00001110X111?思路探究?從真值表中能看出什么問題?答案:只要有一個(gè)輸入為“1”,則輸出即為“1”.解析:邏輯電路分為“或”門電路、“與”門電路和“非”門電路,本題為“或”門電路.由題圖表中輸入和輸出的關(guān)系,得出X值應(yīng)為1.答案:“或”1誤區(qū)警示對(duì)數(shù)字“0”“1”的理解條件成立或結(jié)果成立對(duì)應(yīng)邏輯門電路中的“1”,相反時(shí)對(duì)應(yīng)“0”,“1”“0”是邏輯關(guān)系中的兩種取值,不表示具體數(shù)字.(教師備用)例1-1:如圖所示為三個(gè)基本邏輯電路的符號(hào),A輸入端全為“1”,B輸入端全為“0”.以下判斷正確的是(

)A.甲為“非”邏輯電路符號(hào),輸出為“1”B.乙為“或”邏輯電路符號(hào),輸出為“1”C.乙為“與”邏輯電路符號(hào),輸出為“0”D.丙為“與”邏輯電路符號(hào),輸出為“1”解析:根據(jù)門電路的符號(hào)特點(diǎn)可知,甲為“非”邏輯電路符號(hào),A輸入端為“1”時(shí),輸出為“0”,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;乙為“或”邏輯電路符號(hào),A輸入端為“1”,B輸入端為“0”時(shí),輸出為“1”,選項(xiàng)B正確,C錯(cuò)誤;丙為“與”邏輯電路符號(hào),A輸入端為“1”,B輸入端為“0”時(shí),輸出為“0”,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.B針對(duì)訓(xùn)練1:如圖為監(jiān)控汽車安全帶使用情況的報(bào)警電路,S為汽車啟動(dòng)開關(guān),汽車啟動(dòng)時(shí)S閉合.駕駛員未系安全帶時(shí)開關(guān)S′閉合,系好安全帶時(shí)S′斷開.要求當(dāng)駕駛員啟動(dòng)汽車但未系安全帶時(shí)蜂鳴器報(bào)警.則在圖中虛線框內(nèi)應(yīng)接入的元件是(

)A.“非”門 B.“或”門 C.“與”門 D.“與非”門解析:只有當(dāng)駕駛員啟動(dòng)汽車且未系安全帶時(shí)蜂鳴器才報(bào)警,體現(xiàn)了一種“與”邏輯關(guān)系,故選項(xiàng)C正確.C要點(diǎn)二簡(jiǎn)單的復(fù)合門電路【問題導(dǎo)引】一個(gè)“與”門電路和一個(gè)“非”門電路組合在一起,組成一個(gè)復(fù)合門電路,稱為“與非”門,如圖所示.試填寫真值表的輸出欄.輸入輸出輸入輸出A1B1Y1A2Y200011011答案:其真值表為輸入輸出輸入輸出A1B1Y1A2Y200001010011000111110【例2】

在如圖所示的邏輯電路中,當(dāng)A端輸入電信號(hào)“1”、B端輸入電信號(hào)“0”時(shí),則在C和D端輸出的電信號(hào)分別為(

)A.1和0 B.0和1 C.1和1 D.0和0C?思路探究?題圖中“非”門的輸出與“與”門是怎樣的關(guān)系?答案:由題圖知“非”門的輸出是“與”門的其中一個(gè)輸入.解析:首先從“非”門電路入手,當(dāng)B端輸入電信號(hào)“0”時(shí),D端輸出電信號(hào)為“1”,所以“與”門電路的兩輸入均為“1”,因此C端輸出電信號(hào)為“1”.因此選項(xiàng)C正確.規(guī)律方法復(fù)合門電路的分析思路分析復(fù)合門電路一般是按照從前向后的順序進(jìn)行,即先分析第一個(gè)門電路及輸出結(jié)果,再分析第二個(gè)門電路及輸出結(jié)果,依次類推.(教師備用)例2-1:如圖是一個(gè)復(fù)合門電路,由一個(gè)x門電路與一個(gè)“非”門組成.若整個(gè)電路成為一個(gè)“與”門,則x電路應(yīng)是(

)A.“與”門 B.“或”門 C.“與非”門 D.“或非”門解析:根據(jù)“與”門的真值表,這個(gè)電路中若A,B同時(shí)輸入“1”,與“非”門的“1”相結(jié)合,到輸出端Y輸出為“0”,所以x門電路的輸出應(yīng)為“0”,所以x門電路應(yīng)為“與非”門電路.選項(xiàng)C正確.C針對(duì)訓(xùn)練2:請(qǐng)根據(jù)下面所列的真值表,從四幅圖中選出與之相對(duì)應(yīng)的一個(gè)門電路(

)輸入輸出ABY001011101110D解析:從真值表可看出不是單一的“與”“或”關(guān)系,更不是單一的“非”關(guān)系,一定對(duì)應(yīng)一個(gè)復(fù)合門電路,從真值表分析可得應(yīng)為“與非”復(fù)合門電路,故選項(xiàng)D正確.(教師參考)【教材探究】閱讀教材P73“思考與討論”思考下列問題:現(xiàn)在的銀行系統(tǒng)都設(shè)有自動(dòng)取款機(jī),自動(dòng)取款過程中的事件與條件之間體現(xiàn)了一種怎樣的邏輯關(guān)系?答案:首先找出事件和條件,然后分析這個(gè)事件需要滿足的條件,從而判斷是哪一種邏輯關(guān)系.事件是取出現(xiàn)金,條件有兩個(gè):一個(gè)是賬號(hào),另一個(gè)是與賬號(hào)對(duì)應(yīng)的密碼.由于只有兩者同時(shí)具備才能取出現(xiàn)金,所以是一種“與”邏輯關(guān)系.達(dá)標(biāo)測(cè)評(píng)隨堂演練·檢測(cè)效果1.下面為一邏輯門電路的真值表,試判斷這是一個(gè)什么類型的邏輯門電路(

)A.“與”門 B.“非”門C.“或”門 D.“與非”門輸入M01輸出N