高二物理逻辑电路与自动控制

4.4 逻辑电路与自动控制学案1【学习目标】了解“与”逻辑、“或”逻辑和“非”逻辑的意义，理解条件与结果的关系，以及这些逻辑关系的真值表【自主学习】1．数字电路的工作状态有、两个独立的状态。

2．基本的逻辑关系有、、。

基本的逻辑电路有、、。

3．“与”门的符号为；“或”门的符号为；“非”门的符号为。

4．三种基本逻辑电路（1）“与”门真值表（2）“或”门真值表（3）“非”门真值表1【典型例题】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A B C Y0 0 0 00 0 1 00 1 1 00 1 0 01 0 0 01 0 1 11 1 0 11 1 1 12、如图（1）所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题：求图（2）中输出Y随时间变化的关系。

答案：【针对训练】1、教室前门共有三把钥匙，这三把钥匙之间的关系是逻辑关系。

请写出逻辑符号以及真值表（钥匙存在为“1”，不存在为“0”，门打开为“1”，未打开为“0”）。

钥匙结果A B C Y2、十字路口的红绿灯的关系是。

3、楼梯过道中的电灯往往采用如图电路控制，设高电压为“1”，底电压为“0”，试讨论灯泡L的亮暗情况，并列出真值表A B Y4、请试着写出如图中A、B、C及Y的真值表5、一个与门的输出端与一个非门的输入端相连形成一个与非门，如图（1）所示。

已知输入A、B的波形如图（2）所示，试画出Y的波形图（1）【学后反思】_______________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ _______________________________________。

第4节逻辑电路与自动控制1．如果要求输出Z为1，只有输入A和B都为1才能实现，否则输出为0，这就是“与”逻辑。

2．如果要求输出Z为1，只要输入A和B有一个是1就能实现，这就是“或”逻辑。

3．输出Z是输入A的否定，这就是“非”逻辑。

一、简单逻辑电路1．“与”门(1)“与”逻辑：如果要求输出Z为1，只有输入A和B都为1才能实现，否则输出为0。

(2)“与”门的符号：。

(3)“与”门的真值表：2.“或”门(1)“或”逻辑：如果要求输出Z为1，只要输入A或B有一个是1就能实现。

(2)“或”门的符号：。

(3)“或”门的真值表：3．“非”门(1)“非”逻辑：输出Z是输入A的否定。

(2)“非”门的符号：。

(3)“非”门的真值表：二、逻辑电路的应用及集成电路1．逻辑电路是自动控制电路的核心，在生产、生活中有着十分广泛的运用。

2．实例：恒温热水器、火警自动报警器等。

3．半导体集成电路电子产品已经广泛深入到人们生活的方方面面，这与半导体集成电路的发展密不可分。

如今，集成电路技术的发展，已经成为一个国家电子技术发展的重要标志。

4．集成电路的特点(1)可靠性高，寿命长。

(2)专用性强，使用方便。

(3)体积小，功能多。

(4)应用领域广，发展前景大。

合作探究——议一议(1)“与”门有什么特点？它的符号是什么？[提示] 特点：当输入都是“0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”，另一个输入为“1”时，输出为“0”；当输入都是“1”时，输出为“1”。

符号：(2)“或”门有什么特点？它的符号是什么？[提示] 特点：当输入都是“0”时，输出为“0”；当一个输入为“0”，另一个输入为“1”时，输出为“1”；当输入都是“1”时，输出为“1”。

符号：(3)“非”门有什么特点？它的符号是什么？[提示] 特点：当输入端为“0”时，输出端为“1”；当输入端为“1”时，输出端为“0”。

符号：三种门电路的类比理解两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系可示意为⎭⎪⎬⎪⎫A B ＝C件，逻辑关系可示意为C ，C 表示结果成立，1．热水器在使用时，只有在既没有熄灭又没有停水的情况下才能使热水器工作，这种情况若用逻辑关系来表示，属于哪种逻辑( )A ．“与”逻辑B ．“或”逻辑C ．“非”逻辑D ．以上均不是解析：选A 由于要满足没熄灭、没停水两个条件，热水器才能工作，只要有任意一个条件不满足，热水器均不能工作，故为“与”逻辑关系。

鲁科版选修3《逻辑电路与自动控制》说课稿一、背景介绍鲁科版选修3《逻辑电路与自动控制》是高中物理课程中的一门重要选修课。

通过学习这门课程，学生可以深入了解逻辑电路的基本原理和自动控制的基本概念，为以后学习电子技术和自动化控制等相关专业奠定基础。

二、教学目标1.了解逻辑电路的基本概念和分类；2.理解逻辑门的工作原理，并能熟练应用逻辑门进行逻辑运算；3.掌握逻辑功能的组合和拆解方法，能够设计简单的逻辑电路；4.理解自动控制系统的基本原理和组成，了解反馈控制的概念；5.学会使用自动控制器对系统进行控制，并能进行相关的实验操作。

三、教学重点和难点3.1 教学重点1.逻辑电路的分类及其基本概念；2.逻辑门的工作原理和逻辑运算；3.逻辑功能的组合和拆解方法；4.自动控制系统的原理和组成；5.自动控制器的使用和实验操作。

3.2 教学难点1.逻辑门的工作原理和逻辑运算的理解；2.逻辑功能的组合和拆解方法的应用；3.自动控制系统的原理和反馈控制的概念理解；4.自动控制器的使用和实验操作的技能掌握。

四、教学内容及进度安排4.1 教学内容本课程主要包括以下几个方面的内容：1.逻辑电路的分类及基本概念：–组合逻辑电路和时序逻辑电路的区别；–逻辑门的定义和功能；–基本逻辑门（与门、或门、非门）的工作原理和真值表。

2.逻辑门的工作原理和逻辑运算：–引入逻辑电平的概念，解释逻辑门的工作原理；–详细讲解与门、或门、非门的逻辑运算规则。

3.逻辑功能的组合和拆解方法：–介绍逻辑函数和布尔代数的基本概念；–解释逻辑门的级联和并联组合方法；–演示逻辑电路的设计方法及其实际应用。

4.自动控制系统的原理和组成：–自动控制系统的基本概念及其应用领域介绍；–自动控制系统的组成要素及其功能；–控制器、执行器和被控对象的作用和特点。

5.自动控制器的使用和实验操作：–介绍自动控制器的基本功能和特点；–演示自动控制器的使用方法；–进行逻辑电路和自动控制系统的相关实验操作。

第四章第四节逻辑电路与自动控制【教学目的】1、认识与、或、非门电路的逻辑符号，知道它们的逻辑真值关系；2、能对与门、或门、非门电路进行简单的应用．由这三种基本门电路组成的复合门电路广泛应用于自动控制、数控车床、全自动洗衣机的程序控制等方面【教学重点】三种门电路的逻辑功能【教学难点】理解逻辑关系的涵义以及动手操作验证基本门电路的逻辑功能【教学媒体】：【教学安排】【新课导入】新课引入:让学生列举我们家庭生活中有哪些数字设备提出问题:这些数字设备是如何工作的它们是如何记录信号和传输信号的我们就像生活在数字化技术的“海洋”里，越来越多的数字电子设备正在走进我们的千家万户，那么什么是数字化技术有什么优点让我们一起走进数字信号技术的基础电路——门电路。

首先说明：在计算机中用二进制数“0”和“1”表示假和真可以使计算速度加快。

而在门电路中也用0和1表示条件不成立或成立。

【新课内容】1.与门电路实物投影课本实验一——如右图:请同学们观察与思考下列问题:(1)只有S1闭合，灯泡亮吗|(2)只有S2闭合，灯泡亮吗(3)什么时候灯泡才亮(4)假设开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，完成课本的真值表.如右图所示。

教师:与门的输出输入看起来象数学的什么运算——乘法教师：对，与门的“与”在逻辑上就是共同的意思，即当全部条件共同具备时，才能产生一定的结果。

与门符号如右。

论书本利用二极管实现与门功能的电路图。

体会二极管的单向导电性在这里所起的作用。

2.或门电路实物投影课本实验二—右图:请同学们观察与思考下列问题:(1)只有S1闭合，灯泡亮吗{(2)只有S2闭合，灯泡亮吗输入输出A（S1）B（S2）Z（Q）0,011011}(3)S1、S2同时闭合,灯泡亮吗(4)开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，请同学们完成课本上或逻辑真值表.（如右图）~或门符号: （如右图） 3. 非门电路 实物投影课本实验三—右图:请同学们观察与思考下列问题:(1) 灯泡什么时候亮(2) 灯泡什么时候熄灭(3) 开关闭合，逻辑“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理灯泡亮，用“1”，灯泡灭，用“0”，请同学们完成课本上非逻辑真值表. 非门符号如右图。

《逻辑电路与自动控制》知识清单一、逻辑电路基础1、逻辑门逻辑门是实现基本逻辑运算的电子电路，包括与门、或门、非门、与非门、或非门和异或门等。

与门：只有当所有输入都为高电平时，输出才为高电平。

或门：只要有一个输入为高电平，输出就为高电平。

非门：对输入信号取反，高电平变为低电平，低电平变为高电平。

与非门：先进行与运算，然后取反。

或非门：先进行或运算，然后取反。

异或门：当两个输入不同时，输出为高电平。

2、布尔代数布尔代数是用于描述逻辑关系的数学工具，在逻辑电路中有着重要的应用。

它的基本运算包括与、或、非，其运算规则与逻辑门的功能相对应。

通过布尔代数，可以对逻辑电路进行简化和分析。

3、组合逻辑电路组合逻辑电路的输出仅仅取决于当前的输入值，不存在记忆功能。

常见的组合逻辑电路有加法器、编码器、译码器、数据选择器等。

加法器：用于实现两个数的相加运算。

编码器：将一组输入信号转换为二进制代码。

译码器：将二进制代码转换为特定的输出信号。

数据选择器：根据控制信号从多个输入数据中选择一个输出。

二、时序逻辑电路1、触发器触发器是构成时序逻辑电路的基本单元，具有记忆功能。

常见的触发器有 SR 触发器、JK 触发器、D 触发器等。

SR 触发器：根据输入的 S（置位）和 R（复位）信号来确定输出状态。

JK 触发器：具有置位、复位、保持和翻转功能。

D 触发器：在时钟脉冲的上升沿或下降沿，将输入数据传送到输出端。

2、计数器计数器是一种能够对输入脉冲进行计数的时序逻辑电路。

可以分为同步计数器和异步计数器。

同步计数器：所有触发器的时钟脉冲同时输入，计数速度快。

异步计数器：触发器的时钟脉冲不是同时输入，计数速度相对较慢。

3、寄存器寄存器用于存储一组二进制数据，常用于暂存数据和在数字系统中传递信息。

三、逻辑电路的表示方法1、真值表真值表是列出输入变量的所有可能取值组合以及对应的输出值，能够直观地反映逻辑电路的功能。

2、逻辑表达式用逻辑运算符和变量表示逻辑电路的输出与输入之间的关系。