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导入新课. 数字化现代生活. 集成门电路. 第二章 恒定电流. 第十节 简单的逻辑电路. 教学目标. 1. 知识与能力. ★ 初步了解简单的逻辑电路及表示符号。. ★ 通过实验,理解“与”“或”和“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系。. ★ 知道真值表,会用真值表来表示一些简单的逻辑关系。. 2. 过程与方法. ★ 通过简单的逻辑电路的设计,体会逻辑电路在现实生活中的意义。. ★ 初步了解集成电路。关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。. 3. 情感态度与价值观. ★ 培养学生探究实验的热情,并引领提高其理论与实践相结合的能力。.
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导入新课 数字化现代生活
第二章 恒定电流 第十节 简单的逻辑电路
教学目标 1.知识与能力 ★ 初步了解简单的逻辑电路及表示符号。 ★ 通过实验,理解“与”“或”和“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系。 ★ 知道真值表,会用真值表来表示一些简单的逻辑关系。
2.过程与方法 ★ 通过简单的逻辑电路的设计,体会逻辑电路在现实生活中的意义。 ★ 初步了解集成电路。关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况。 3.情感态度与价值观 ★ 培养学生探究实验的热情,并引领提高其理论与实践相结合的能力。
教学重难点 ☆ 理解“与”“或”和“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系。 ☆ 知道真值表,会用真值表来表示一些简单的逻辑关系。 ☆ ☆ 学会设计简单的逻辑单路。 学会设计简单的逻辑电路。 重点: 难点:
知识导航 1.“与”门 2.“或”门 3.“非”门
1.“与”门 以数字信息为特征的现代信息技术在迅猛发展,计算机、数码相机、移动电话、数字电视等与数字信息相关的电子产品,已经进入我们的生活。数字信息在变化中只有两个对立的状态:“有”,或者“没有”。 模拟信息 数字信息
处理数字信息的电路叫做数字电路,数字电路主要研究电路的逻辑功能。现在我们学习数字电路中最基本的逻辑电路——门电路。处理数字信息的电路叫做数字电路,数字电路主要研究电路的逻辑功能。现在我们学习数字电路中最基本的逻辑电路——门电路。 定义: 所谓“门”,就是一种开关,在一定条件下它允许信号通过;如果条件不满足,信号就被阻挡在“门”外。 下面我们通过电路图来介绍一下“与”门,结合电路图,让你更容易理解。
左图中,两个开关A、B串联起来控制同一个灯泡L,显然,只有A“与”B同时闭合时,灯L才会亮。在这个事件中,A、B闭合是条件,灯L亮是结果如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生,我们把这种关系叫做“与”逻辑关系。左图中,两个开关A、B串联起来控制同一个灯泡L,显然,只有A“与”B同时闭合时,灯L才会亮。在这个事件中,A、B闭合是条件,灯L亮是结果如果一个事件的几个条件都满足后,该事件才能发生,我们把这种关系叫做“与”逻辑关系。 条件 结果 A B L “与”逻辑电路
某单位财务室为了安全,规定不准一个人单独进入。为此,在门上以图中的方式安装了两把锁。只有甲与乙两人同时打开各自的锁时,们才打开。它体现了“与”的逻辑关系。某单位财务室为了安全,规定不准一个人单独进入。为此,在门上以图中的方式安装了两把锁。只有甲与乙两人同时打开各自的锁时,们才打开。它体现了“与”的逻辑关系。 谈谈看,生活中还有哪些事例体现了“与”逻辑关系。 财务室 生活中的“与”逻辑电路
具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门。具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门。 “与”门: 一个开关有通、断两种情况,下图中两个开关的通、断组合起来就有4中情况,我们把这4种情况以及每种情况灯泡的亮熄都列在表1中。 条件 结果 A B L
用数学语言描述表1中的关系,就是:把开关接通定义为1,断开定义为0,灯泡亮为1,熄为0。用数学语言描述表1中的关系,就是:把开关接通定义为1,断开定义为0,灯泡亮为1,熄为0。 在把这种描述制成表2,表2就用数字表示了各种控制条件和控制结果,这种表格称为真值表。表2就是具有两个输入端的“与”门真值表。 下面我们画出表1和表2,你可以对照一下,然后以此为例画出思考中的真值表。
表1:上图的各种情况 表2:“与”门的真值表 “与”门的符号。矩形中的“&”在英语中代表“and”,具有“与”的意思。它象征着:只有A与B两个输入端都是1时,输出端才是1. A & Y B
1 0 1 0 V 实验现象 + R A Y B 晶体管“与”门电路
2.“或”门 下图中,两个开关A、B并联,控制同一灯泡Y,在这个电路中,A“或”B闭合时,灯Y就亮。像本例这样:如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某事件就会发生,这种关系叫做“或”逻辑关系。 条件 Y A 结果 B “或”逻辑电路
具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门。具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门。 “或”门: 某寝室的4名同学每人都配了一把门钥匙,各人都可以用自己的钥匙单独开门,它体现了“或”逻辑关系。 谈谈看,生活中还有哪些事例体现了“或”逻辑关系。
我们把下图中开关A、B的四种可能组合以及灯泡亮熄的情况列成表3,表3排列了该电路的控制条件和控制结果的全部关系。我们把下图中开关A、B的四种可能组合以及灯泡亮熄的情况列成表3,表3排列了该电路的控制条件和控制结果的全部关系。 用1表示开关接通、0表示断开,用1表示灯泡亮、0表示灯泡熄,根据表3制成表4。表4就是反应“或”门输入、输出关系的真值表。 条件 Y A 结果 B
表3:上图的各种情况 表4:“或”门的真值表 “或”门的符号。矩形中的“” 象征着:当1个或多于1个输入端为1时,输出端就是1。 A Y B
A Y B 1 0 R V 晶体管“或”门电路 实验现象
3.“非”门 在下图的电路中,我们沿用以上讨论“与”门和“或”门时的研究方法:开关闭合时为1、断开为0,灯泡亮为1、熄为0。开关通断是控制的条件,即输入;灯泡亮熄是控制的结果,即输出。 条件 结果 A Y “非”逻辑电路
通过实验很容易发现:当开关闭合而输入为1时,灯泡熄灭,输出为0;当开关断开而输入为0时,灯泡点亮,输出为1。像这样输出状态和输入状态相反的逻辑关系,叫做“非”逻辑关系。通过实验很容易发现:当开关闭合而输入为1时,灯泡熄灭,输出为0;当开关断开而输入为0时,灯泡点亮,输出为1。像这样输出状态和输入状态相反的逻辑关系,叫做“非”逻辑关系。 具有“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路,简称“非”门。 “非”门:
表5:“非”门的真值表 “非”门的符号。矩形右侧的小圆可以看做数字“0”,它与矩形中的数字“1”象征着:输入端为1时输出端是0。 A 1 Y B
课堂小结 1.“与”门 处理数字信息的电路叫做数字电路,数字电路主要研究电路的逻辑功能。现在我们学习数字电路中最基本的逻辑电路——门电路。 定义: 所谓“门”,就是一种开关,在一定条件下它允许信号通过;如果条件不满足,信号就被阻挡在“门”外。
具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门。具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门。 “与”门: 符号: A & “与”门的真值表 Y B
2.“或”门 如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某事件就会发生,这种关系叫做“或”逻辑关系。 具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门。 “或”门: “或”门的真值表
符号: 3.“非”门 输出状态和输入状态相反的逻辑关系,叫做“非”逻辑关系。 A Y 具有“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路,简称“非”门。 “非”门: B
“非”门的真值表 符号: A 1 Y B
课堂练习 1.与门的输入端输入信号为何时,输出端输出“1”() D A.0 0B.0 1C.1 0D.1 1
2.数字信号和模拟信号的不同之处是() C A.数字信号在大小上不连续,时间上连续,而模拟信号则相反 B.数字信号在大小上连续,时间上不连续,而模拟信号则相反 C.数字信号在大小和时间上均不连续,而模拟信号则相反 D.数字信号在大小和时间上均连续,而模拟信号则相反
3.如图是一个三输入端复合门电路,当输入为1 0 1时,输出为(填“0”或“1”)。 1 4.与非门可以改装成一个非门,方法为只用一个输入端如A端,而另一个输入端B端输入稳定信号,则为把与非门改装成非门,B端应始终输入 (填“0”或“1”) 1
5.如图为逻辑电路图及其真值表,此逻辑电路为门电路,在真值表中X处的逻辑值为。5.如图为逻辑电路图及其真值表,此逻辑电路为门电路,在真值表中X处的逻辑值为。 或 1
6.逻辑电路的信号有两种状态:一是高位状态,用“1”表示;另一种是低电位状态,用“0”表示。关于这里的“1”和“0”下列说法正确的是() C A.“1”表示电压为1V,“0”表示电压为0V B.“1”表示电压为大于或等于1V,“0”表示电压一定为0V C.“1”和“0”是逻辑关系的两种可能的取值,不表示具体的数字 D.“1”表示该点与电源的正极相连,“0”表示该点与电源的负极相连
高考链接 如图所示为两个非门和一个或门组成的复合门电路,请在下表中填写该门电路的真值表。 A Y B
问题与练习 1.答:(1)如图2-19甲所示,(2)如图2-19乙所示。 UY 0 t 图2-19甲
UY 0 t 图2-19 乙 2.答:如图2-20所示。 说明:解决这类实际问题,需要根据实际问题中的信息,抽象出逻辑关系后,选择能实现该逻辑关系的电路。必要时还应考虑简单逻辑电路你的组合。
A & B Y C 图2-20 1 A Y 图2-21
3.答: (1)如图2-21所示。 (2)应使R增大。当天色还比较亮时,因光线照射,光敏电阻的阻值较小,但不是很小,此时R的分压较低,从而会使非门输出一高电压而激发继电器工作。所以应增大R,使非门输入端电压升高,而输出一低电压,使继电器处于断开状态。