高二物理人教版选修31 2.11简单的逻辑电路教案

1、6/66/66/6简单的逻辑电路重/难点重点：三种最根本逻辑电路的功能。难点：1理解“与门、“或门、“非门在实际电路中的应用。2简单组合逻辑电路的逻辑功能及其应用。重/难点分析重点分析：教学突出的重点是：三种最根本逻辑电路的功能。方法是：通过实例分析、引出“与、“或、“非逻辑关系；通过门电路开关的演示 ,列表记录开关通断与每种情况所对应的灯泡亮暗变化；通过对开关电路的数字化 ,引出真值表；然后 ,给出门电路的定义 ,电路符号 ,逻辑表达式；最后 ,通过逻辑电路实验器 ,研究门电路输入与输出信号之间变化的规律。难点分析：教学突破的难点是：理解“与门、“或门、“非门在实际电路中的应用；简单组合逻辑

2、电路的逻辑功能及其应用。通过实例分析、自主活动 ,运用电势概念和分压原理 ,明确门电路的功能；通过简单组合逻辑电路的设计 ,引出模块化设计的思想。突破策略讨论下面两种信号有什么不同。模拟信号：电压随时间连续变化的信号。数字信号：电压随时间不连续变化的信号。通常我们规定高电压为“1” ,低电压为“0” ,这样就形成了由“1”或“0”组成的数字信号。处理数字信号的电路叫数字电路。图中：当电键闭合时 ,电路通了 ,灯亮；电键断开 ,电路断了 ,灯灭。规定电路的通为“1”状态 ,断为“0”状态 ,那么对应的灯亮为“1” ,灯灭为“0”。我们的数字电路因此得名。数字电路的根本单元是逻辑电路。逻辑电路有输

3、入和输出 ,它的输入有两种信号：高电压和低电压 ,输出也是有两种信号：高电压和低电压。输入和输出的关系好象是处在一种 “是与“非的逻辑判断中 ,所以把这样的电路叫逻辑电路 ,又称为数字逻辑电路。逻辑电路中最根本的电路叫做“门电路。学生观察桌子上的仪器。门电路的实验模块、开关模块、小灯模块、电源。通过适当地组合 ,可以组合成不同的门电路。门电路分成三种：与门、或门、非门。问：财务室有两扇门 ,怎样才能进去呢？(两扇门都要翻开 ,人才能进入。)观察电路图 S1S2L 现象：开关S1开关S2灯泡L断断灭断合灭合断灭合合亮假设规定电键闭合为“1 ,断开为“0 ,那么对应的灯亮为“1 ,灯灭为“0。那么

4、：开关S1开关S2灯泡L000010100111左边两列是两个条件电键的断开与闭和“0”与“1” ,右边是结果灯泡的亮与灭 ,这种罗列了各种条件和结果的表格叫做真值表。 “与逻辑关系的定义：如果一个事件的几个条件都满足后 ,该事件才能发生 ,我们就把这种关系叫做“与逻辑关系。实现“与逻辑关系的门电路 ,叫做“与门。 “与门真值表输入输出ABZ000010100111 “与门：输入A与输入B均是高电压时 ,输出Z才是高电压的逻辑电路叫与门。学生活动找一下桌上哪一个是“与门电路 ,为什么？ “与门电路的符号&ABAZA演示实验与门实现“与逻辑关系ABAZA1观察桌上另一种门电路 ,符号学生实验得到

5、这个门电路的真值表。输入输出ABZ000011101111这个门电路叫“或门 ,实现的是一个“或逻辑关系。 “或逻辑关系的定义：如果一个事件的几个条件中 ,只要有一个条件得到满足 ,这个事件就会发生 ,这种关系叫“或逻辑关系。 “或门：输入A和输入B任一个或者两个都为高电压时 ,输出Z就是高电压的逻辑电路。S1S2L如果用电路图来演示“或逻辑关系 ,两个电键应该是“并联的关系。两个电键只要有一个闭合 ,这个灯泡就会亮。学生活动思考在日常生活中有哪些事件的发生是符合“与逻辑关系或“或逻辑关系的。 “非门【实例分析】简易的火警报警电路：正常情况下电铃不响 ,当火警发生时电铃响起。“非逻辑关系：输出

6、状态和输入状态相反的逻辑关系 ,叫做“非逻辑。【开关电路实验】模拟“非逻辑关系。列表记录开关通断与每种情况所对应的灯泡亮暗情况 ,见表。条件结果开关S灯泡L断亮合灭条件结果开关S灯泡L0110输入输出AZ0110开关电路模拟“非逻辑灯泡亮暗变化情况开关电路数字化真值表开关电路的数字化；规定开关闭合为 “1, 断开为 “0； 灯泡 L 亮为 “1, 灯 L 灭为“0 ,见表。 “非门的定义 ,电路符号 ,真值表 ,逻辑表达式：1 “非门：输入 A 为高电势时输出 Z 为低电势 , 输入 A 为低电势输出 Z 为高电势的逻辑电路 ,又叫反相器。2电路符号：如图。3真值表：见表。4*逻辑表达式：Z

7、“非门电路的输入与输出信号之间的关系【实验】研究“非门输入与输出信号之间的逻辑关系1实验器材：逻辑电路实验器2实验步骤：a将一只开关模块插入非门模块的输入端 ,小灯模块插入非门模块的输出端。b接通电源 ,当开关的逻辑状态为“1时 ,或门模块上对应的绿色指示灯点亮；逻辑状态为“0时 ,对应的指示灯熄灭。c一只开关有2种逻辑组合0 ,1 ,观察两种逻辑组合对应的小灯泡的亮暗情况。3实验结论：“非门电路输入、输出信号的规律：逢低出高 ,逢高出低。 4思考与讨论：谈谈生活中哪些事例表达了“非 逻辑关系。突破反思本次课力争做到课堂气氛活泼热烈 ,使之既有学生的积极参与、又有教师的点拨、引导 ,及时调控。课堂不再是教师的一言堂 ,通过生与生 ,师与生的交流互动 ,不断地将教学活动引向深入 ,使学生在获取新知识的同时 ,还训练和培养了探索精神、协作精神、自学能力、语言与书面表达能力、分析和解决问题的能力 ,通过小组合作的方式进行讨论、交流 ,每个学生发挥自己的聪明才智 ,能根据所学知