人教版高中物理选修3-1 1 简单的逻辑电路

新课标人教版高中物理选修3-1第二章第十节《简单的逻辑电路》精品教案【学习目标】知识与技能：1、知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。

2、知道“与”门、“或”、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。

3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用过程与方法：突出自主探究、交流合作为主体的学习方式。

情感态度与价值观：1、感受数字技术对现代生活的巨大改变；2、体验物理知识与实践的紧密联系；3、体验网络互动课堂在学习活动中的优越性。

【学习重点】三种门电路的逻辑关系。

【学习难点】数字信号和数字电路的意义。

（一）引入新课教师活动：课件展示模拟信号和数字信号的波形，这两种信号有什么不同？学生活动：在教师引导下，学生得出模拟信号是连续的，数字信号只有两个对立的状态。

教师活动：处理数字信号的电路叫数字电路，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。

课件展示什么是门电路。

（二）进行新课一、“与”门教师活动：提出问题：某单位财务室为了安全，规定不准一个人单独进入。

为此在门上以右图的形式装了两把锁。

怎么样门才能被打开呢？学生活动：只有两个人同时把锁打开，门才能被打开。

教师活动：思考这个事例中事件和条件之间有什么关系？学生活动：事件的几个条件都满足后，该事件才发生。

教师活动：这种关系就是“与”逻辑关系，生活中还有那些事例能体现“与”逻辑关系。

学生活动：学生积极思考讨论，并回答：声光控开关，只有晚上，有声音这两个条件都满足，灯才亮（学生一）登陆QQ，只有账号和密码都正确，才能登陆（学生二）（通过学生对生活中具体事例的分析，加深对“与”逻辑关系的理解）教师活动：教师进行点评，并介绍具有“与”逻辑关系的电路叫“与”门电路，简称“与”门。

然后课件展示新问题：请同学们利用前几节课中我们学习的串并联电路设计一个电路，能够实现只有两个电键都闭合，电灯才能发光的功能，并记录两个开关的断开和闭合对灯泡亮灭的影响，并思考其中的逻辑关系。

简单的逻辑电路知识集结知识元简单的逻辑电路知识讲解一､数字电路中最基本的逻辑电路--门电路1．数字信号变化的两个状态：“有”或“没有”．2．数字电路（1）概念：处理数字信号的电路．（2）功能：研究电路的逻辑功能．二､“与”门1．逻辑关系：一个事件的几个条件同时满足时事件才能发生．2．符号其中“&”具有与的意思，象征A､B两个输入端都是1时，输出才是1．3．真值表，“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示．输入输出A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1三､“或”门1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要一个条件满足事件就能发生．2．符号：，“≥1”象征1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1．3．真值表输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 1四､“非”门1．逻辑关系：输出状态与输入状态相反．2．符号：其中矩形右侧小圆圈表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为1时，输出端为0．3．真值表输入输出A Y0 11 0五､集成电路1．构成：将组成电路的元件（如电阻､电容､晶体管等）和连线集成在一块硅片上．2．优点：体积小､方便､可靠，适用于系列化､标准化生产．二、对三种基本逻辑电路的理解门电路是用来实现基本逻辑功能的电子电路，可以由二极管､三极管的元件构成，也可制成集成电路，基本的门电路有三种类型，“与”门电路，“或”门电路和“非”门电路，较复杂的门电路由上述三种基本门电路混和而成．1．对“与”门的理解如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门．如上图所示，如果把开关A闭合作为条件A满足，把开关B闭合作为条件B满足，把电灯L亮作为结果Y成立，则“与”逻辑关系可以示意为：2．对“或”门的理解如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件中有一个满足，事件就会发生，这种关系叫“或”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路称为“或”门电路，简称“或”门．如上图所示，如果把开关A闭合当作条件A满足．把开关B闭合当作条件B满足，把电灯L亮当作结果Y成立，则“或”逻辑关系可以示意为：3．对“非”门的理解设正常逻辑关系为：当条件A满足时，结果Y发生；当条件A不满足时，结果Y不发生．与正常逻辑关系相反，如果条件A满足时，结果Y不发生；条件A不满足时，结果Y却发生，这种关系叫“非”逻辑关系．具有这种逻辑关系的电路叫“非”门电路，简称“非”门．如上图所示，如果把开关A闭合当作条件A满足，把电灯L亮当作结果Y成立，把电灯L灭当作结果-Y成立，则“非”逻辑关系表现为A⇒-Y．例题精讲简单的逻辑电路例1.如图的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”，B端也输入电信号“1”时，则C和D端输出的电信号分别为（）A．1和1 B．0和1 C．1和0 D．0和0例2.现代社会是数字化社会，需要把模拟信号转换为数字信号。

10 简单的逻辑电路课标解读1.知道逻辑电路是按一定规律控制和传送信号的电路,知道逻辑电路又叫开关电路或门电路.2.能分析简单的逻辑电路,了解简单逻辑电路中各种门的逻辑关系.3.了解和认识集成电路. 课前思考1.十字路口的红绿灯是我们非常熟悉的,你知道红绿灯交替亮灭的原理是什么吗?答案：红绿灯电路就是将简单的门电路组合起来的逻辑电路,应用的就是门电路原理.2.有一种声控感应灯出现在我们的日常生活中,像住宅楼中楼梯间的灯,在有光或者没有声音时,灯都不会亮,而在无光有声音时,灯就会自动点亮.你能自己探索一下逻辑关系吗? 答案：“与非”门原理. 自主研学1.处理数字信号的电路叫做数字电路.数字电路主要研究电路的逻辑功能.数字电路最基本的电路是门电路,也叫开关电路.2.如果有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,具有“与”逻辑关系的电路称为电路,简称“与”门.3.若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电路,简称“或”门.4.输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,叫做“非”关系,具有“非”逻辑关系的电路被称为电路,简称“非”门.5.集成电路:以半导体材料为基片,将组成电路的各种元件(如:电阻、电容、二极管等)和连线集成在同一基片上,成为具有一定功能的微电路系统,这就是集成电路.它具有分立元件无可比拟的优点,主要优点有:等等. 三点剖析一、对三种基本逻辑电路的理解“与”逻辑电路图2-10-11.对“与”门的理解如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件都满足后,该事件才能发生,这种关系叫“与”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路,简称“与”门.如图2-10-1所示,如果把电键A 闭合作为条件A 满足,把电键B 闭合作为条件B 满足,把电灯L 亮作为结果C 成立,则“与”逻辑关系可以示意为:C B A ⇒⎭⎬⎫ 2.对“或”门的理解“或”逻辑电路图2-10-2如果一个事件和几个条件相联系,当这几个条件中有一个满足,事件就会发生,这种关系叫“或”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路称为“或”门电路,简称“或”门.如图2-10-2所示,如果把电键A 闭合当作条件A 满足,把电键B 闭合当作条件B 满足,把电灯L 亮当作结果C 成立,则“或”逻辑关系可以示意为:3.对“非”门的理解“非”逻辑电路图2-10-3设正常逻辑关系为:当条件A 满足时,结果C 发生;当条件A 不满足时,结果C 不发生.与正常逻辑关系相反,如果条件A 满足时,结果C 不发生;条件A 不满足时,结果C 却发生,这种关系叫“非”逻辑关系.具有这种逻辑关系的电路叫“非”门电路,简称“非”门.如图2-10-3所示,如果把电键A 闭合当作条件A 满足,把电灯L 亮当作结果C 成立,把电灯L 灭当作结果-C 成立,则正常逻辑关系为:C A ⇒,而“非”逻辑关系表现为C A -⇒. 二、各种基本的门电路的符号与真值表 1.“与”门的符号图2-10-4图2-10-53.“非”门的符号图2-10-6三、一个与门电路和一个非门电路组合在一起,做成一个复合门电路,称为“与非”门,如图2-10-7所示.图2-10-7 其真值表为一个或门电路和一个非门电路组合在一起,做成一个“或非”门,如图2-10-8所示.图2-10-8 其真值表为精题精讲例1 在举重比赛中,有甲、乙、丙三名裁判,其中甲为主裁判,乙、丙为副裁判,当主裁判和一名以上(包括一名)副裁判认为运动员上举合格后,才可发出合格信号.试列出真值表.思路解析设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量A、B、C,裁判结果为Y,并且对于A、B、C,设:上举合格为逻辑“1”,不合格为逻辑“0”.对于Y,设:上举合格为逻辑“1”,不合格为逻辑“0”.根据题意及上述假设列出真值表如下表所示.实际问题中的逻辑关系,可分别用数字“1”和“0”简单表示事件的两种相反结果.例2 图2-10-9表示输入端A、B的电势随时间的变化关系,完成下题:图2-10-9求:图2-10-10中输出Y随时间变化的关系.图2-10-10思路解析如图2-10-10可以看出,输出Y是A、B的逻辑“与”关系的输出信号,因此,首先作出A、B、Y的真值表,然后再确定输出Y与时间的变化关系.答案:U Y随时间的变化如图2-10-11所示图2-10-11绿色通道一般情况下,用“1”表示高电平,“0”代表低电平,只有正确地列出真值表,找出A、B的逻辑关系,才能列出Y的真值表,画出U Y随时间的变化关系.。

简单的逻辑电路【学习目标】1 •知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。

2•知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征，逻辑关系及表示法。

3•初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用。

4•初步了解三种门电路的逻辑关系和数字信号和数字电路的含义。

【要点梳理】要点一、数字信号与模拟信号1、数字信号数字信号在变化中只有两个对立的状态： “有”或者“没有”。

而模拟信号变化则是连续的。

如图所示分别为几种常见模拟信号和几种常见数字信号：⑷正號披的训幡诜诃限尼惑波尚扌炭垂鴻横儿种常见的模掠偉号波務2、数字信号的处理处理数字信号的电路叫做数字电路， 数字电路主要研究电路的逻辑功能，数字电路中最基本的逻辑电路是门电路。

通常把高电势称为1,低电势称为0。

数字信号的0和1好比是事物的“是”与“非”，而处理数字信号的电路称数字电路， 因此，数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。

我们将数字电路中基本单元电路称为逻辑电路，而最基本的逻辑电路是门电路。

那么数字信号的处理模式就是： 数字电路T 逻辑电路T 门电路 知识点二一、简单的逻辑电路1、“与”门的逻辑关系，真值表和电路符号所谓门，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。

｛叫非周期住皱字液磁®）冋期性数字谡形r w =lOiu T * ?Uns §=20% y=PRR=MbIIIz 周期性券字彼形凡种常见苗戦字信号滅形（1）对“与”门的理解如果一个事件和几个条件相联系，当这几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系，具有这种逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。

如图所示，如果把开关A闭合作为条件A满足，把开关B闭合作为条件B满足，把电灯L亮作为结果Y成立，则“与”逻辑关系可以示意为：=Y。

B J条件结果开关A开关B灯泡Y断断不亮断通不亮通断不亮通通亮（2）“与”门的真值表如把开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1,不亮为0，那么上表的情况可用下表的数学语言来描述，这种表格称为真值表。

高中物理学习材料第11节简单的逻辑电路1.处理数字信号的电路称为数字电路。

2．逻辑电路是指具有逻辑功能的数字电路，基本的逻辑电路有“与”、“或”、“非”三种门电路。

3．在逻辑运算中，可用真值表表示各种控制条件和控制结果；在真值表中，用逻辑值“1”表示满足条件(或有信号输入)，用逻辑值“0”表示条件不满足(或没有信号输入)，对于输出，用“1”表示产生结果(或有信号输出)，用“0”表示没有产生结果(或没有信号输出)。

门电路1．门电路(1)数字电路：处理数字信号的电路。

(2)逻辑电路：具有逻辑功能的数字电路叫做逻辑电路。

门电路是最基本的逻辑电路。

2．“与”门(1)定义：如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”逻辑关系；具有“与”逻辑关系的电路，称为“与”门电路，简称“与”门。

(2)真值表：(3)符号：A ——B ——3．“或”门(1)定义：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。

(2)真值表：(3)符号：A ——B ——4．“非”门(1)定义：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”逻辑关系的电路叫做“非”门。

(2)真值表：(3)符号：。

5．集成电路(1)构成：将组成电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块半导体基片上。

(2)优点：体积小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等。

[重点诠释]三种门电路的类比理解两个电键都闭合是灯亮的充分但不必要条件，逻辑关系可示意为C A B(1)上述类比中都是电键闭合作为满足条件，灯泡亮作为结果成立进行类比的。

(2)条件成立或结果成立对应逻辑门电路中的“1”，相反时对应“0”，“1”、“0”是逻辑关系中的两种取值，不表示具体数字。

1．逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，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”，下列说法中正确的是( )A．“1”表示电压为1 V，“0”表示电压为0 VB．“1”表示电压为大于或等于1 V，“0”表示电压一定为0 VC．“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”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连解析：门电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路。