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人教版高中物理（选修3-1） 第二章
11
简单的逻辑电路
模拟信号
数字信号
背景：现代信息传播的方式
变化连续
两个对立状态
“有”or “没有”
1
0
集成电路
集成芯片
集成芯片
拟真小灯
只有输入“特定”信号时，小灯才会“动作”
只有输入“特定”信号时，多功能报警器才会“动作”
吹气
特定信号
灯亮、灯灭
结果
“门”
加热
报警
“门”的理解
所谓“门”，就是一种开关
若条件不满足，信号就挡在门外
在一定条件下它允许信号通过
二、门电路
门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输出端就有一个信号输出；反之，门关闭，没有信号输出。
门电路是一种有一个或多个输入端，只有一个输出端的开关电路，是数字电路的基本单元。
情境1
1、逻辑电路：
A
B
Z
结果
结果
条件
电路功能表：
条 件
结果
开关A
开关B
灯泡Z
断
断
断
断
通
通
通
通
熄
熄
熄
亮
A
B
Z
结果
结果
条件
一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生。
“与”逻辑关系
“与”门
A
Y
B
&
符号
输 入 结果
A B Y
接通定义为1，
断开定义为0，
灯泡亮为1，
熄为0
条 件
结果
开关A
开关B
灯泡Z
断
断
通
通
断
断
通
通
熄
熄
熄
亮
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
“与”门电路的真值表
真值表
用数字表示各种控制条件和控制结果所制成的表格
真值表
波形图
A
B
Y
0
1
功能表
真值表
波形图
条 件
结果
开关A
开关B
灯泡Z
断
断
通
通
断
断
通
通
熄
熄
熄
亮
“与”门电路实验分析
晶体管“与”门电路
A
B
Y
R
V
1
0
＋
1
0
=3.3kΩ
6V
6V
6V
晶体管“与”门电路
A
B
Y
R
V
1
0
＋
=3.3kΩ
6V
6V
晶体管“与”门电路
A
B
Y
R
V
1
0
＋
=3.3kΩ
6V
6V
晶体管“与”门电路
A
B
Y
R
V
1
0
＋
1
0
=3.3kΩ
6V
6V
6V
晶体管“与”门电路
A
B
Y
R
V
1
0
+
1
0
=3.3kΩ
6V
6V
6V
情境2
结果
“或”逻辑关系
结果
条件
A
B
Z
电路功能表：
条 件
结果
开关A
开关B
灯泡Z
断
断
断
断
通
通
通
通
熄
亮
亮
亮
“或”门
结果
结果
条件
A
B
Z
对于某个事件，只要有一个条件得到满足，该事件就会发生.
“或”逻辑关系
符号
A
Y
B
≥1
条 件
结果
开关A
开关B
灯泡Z
断
断
断
断
通
通
通
通
熄
亮
亮
亮
“或”门电路的真值表
输 入 结果
A B Y
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
1
（3）真值表
（4）波形图
A
B
Y
晶体管“或”门电路
A
B
Y
R
=3.3kΩ
V
1
0
6V
1
0
6V
“或”门电路实验分析
晶体管“或”门电路
A
B
Y
R
1
0
=3.3kΩ
6V
V
晶体管“或”门电路
A
B
Y
R
1
0
V
=3.3kΩ
6V
晶体管“或”门电路
A
B
Y
R
=3.3kΩ
V
1
0
6V
1
0
6V
晶体管“或”门电路
A
B
Y
R
=3.3kΩ
V
1
0
6V
1
0
6V
晶体管“或”门电路
A
B
Y
R
=3.3kΩ
V
1
0
6V
1
0
6V
情景三
1、逻辑电路：
A
“非”逻辑关系
结果
Z
条件
电路功能表：
条 件
结果
开关A
灯泡Z
断
亮
通
熄
“非”门
A
“非”逻辑关系
结果
Z
条件
输出状态和输入状态相反
“非”逻辑关系
符号
A
Y
1
条 件
结果
开关A
灯泡Z
断
亮
通
熄
“非”门电路的真值表
真值表
波形图
A
Y
A
B
Z
结果
结果
条件
“与”逻辑关系
结果
“或”逻辑关系
结果
条件
A
B
Z
A
“非”逻辑关系
结果
Z
条件
真值表
与门
符号
A
Y
1
A
Y
B
&
A
Y
B
≥1
逻辑关系
或门
非门
0V
+5V
D
R
X
P
电铃
Rt
1
A
Y
o
与非门
A
B
&
Y
1
与非门
A
B
&
Y
1
输 入 结果
A B Y
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
或非门
Y
1
A
B
≥1
或非门
Y
1
A
B
≥1
输 入 结果
A B Y
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
生活中体现
与、或、非
逻辑关系的例子简单逻辑电路教案
一、教学目标：
（一）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”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
（二）过程与方法
突出学生自主探究、交流合作为主体的学习方式。
（三）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；
二、教学重点、难点：
重点：
三种门电路的逻辑关系。
难点：
数字信号和数字电路的意义。
三、教学方法：
类比；讲授、讨论、练习；
四、教学手段：
电子小灯、多媒体教学设备、多功能报警器及电子积木等
教学活动
（一）引入新课
（1）展示：电视机与数字机顶盒的图片
通过介绍电视机的发展，对电视进行了一定的分类，并引出数字机顶盒的作用，来引出模拟信号与数字信号。
提问：为甚么要将数字信号来取代模拟信号？
通过板书来讲述数字信号与模拟信号的联系与区别。并得出数字信号的优点以及为什么要普及数字信号。
（2）电视信息简介：
通过讲述的方式来表述数字信号是通过数字电路来实现的，并举日常生活中的数字电路的应用（即数码产品）。分析数码产品内部结构，来介绍集成电路。并逐步探究电路内部的结构，引出逻辑电路，及门电路。说明这是我们今天教学的重点。
（二）进行新课
1.实验演示
（1）电子小灯（可以通过吹的动作来控制灯的亮灭）。
引导学生参与并进行演示实验。
（2）多功能报警器
引导学生用打火机对电学原件进行加热，多功能报警器。
通过总结两个实验的共同特点，得出只有输入“特定”信号时，才会“动作”，而两者的联系是建立在门这个概念上。
概念讲解：
门及门电路：在一定条件下它允许信号通过，若条件不满足，信号就挡在门外。
门的符号：
2.“与”门
创设情境：一对夫妻结婚后，生活比较安逸，就养成了好赌的习惯，结果几年之后他们积蓄也没有剩下多少，就协商买一个有两把钥匙的保险箱来管住钱。
用开关比作钥匙，用灯泡比作保险箱，模拟电路。
引导学生分析开关A、B对电路的控制作用。体会“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。
符号：。
（1）“与”逻辑关系的数学表达，寻找“与”电路的真值表
把开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，熄为0，可以用表2的数学语言来描述。这种表格称为真值表。
（2）总结“与”逻辑关系：有两个控制条件作用会产生一个结果，当两个条件都满足时，结果才会成立，这种关系称为“与”逻辑关系。
点评：让学生理解数字信号“与”逻辑关系间的联系，对“与”逻辑关系的仔细分析，理解记住“与”逻辑的真值表。
（3）演示“与”门电路实验。
通过示范性的操作演示讲解，理解“与”门电路实现“与”关系处理的电路原理，为下阶段探究“或”关系及“或”电路作准备。
3.“或”门
情境创设：在几年之后，那对夫妻渐渐的改善了好赌的习惯，但是感觉使用双钥匙的保险箱就感觉比较麻烦。就换了一个钥匙的保险箱。
教师：引导学生模拟电路。
引导学生分析开关A、B对电路的控制作用。体会“或”逻辑关系。
教师指出：具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路，简称“或”门。
符号：。
（1）“或”逻辑关系的数学表达，寻找“或”电路的真值表
把开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，熄为0，将表3制成表4。表4就是反映“或”门输入输出关系的真值表。
投影：
（2）总结“或”逻辑关系：在几个控制条件中，只要有一个条件得到满足，结果就会发生。这种关系称为“或”逻辑关系。
点评：让学生理解数字信号“或”逻辑关系间的联系，对“或”逻辑关系的仔细分析，理解记住“或”逻辑的真值表。
（3）演示“或”门电路实验，如图2.10-8。
点评：通过示范性的操作演示讲解，理解“或”门电路实现“或”关系处理的电路原理，为下阶段探究“非”关系及“非”电路作准备。
4.“非”门
演示实验：用电子积木连接成一个电路图。通过实验直观的让学生来体会开关的作用。引出非门的概念。
教师：
教师：仍然把开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，熄为0，请同学们自己探究输入与输出间的关系。说明什么是“非”逻辑。（输出状态和输入状态成相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑。）
教师指出：具有“非”逻辑关系的电路称为“非”门电路，简称“非”门。
符号：
教师：请同学们自己画出“非”门的真值表。如下表。
教师：总结“或”门，“与”门，“非门”三者的特点与区别。
（三）实例探究
（引申：如何通过改变电路来模拟路灯）。
（四）课堂扩展：
“或非”门和“与非”门的特点的探究。
（五）作业
1、作业本《简单逻辑电路》这一节内容。
（六）板书设计
第三节 简单的逻辑电路
一、模拟信号
数字信号 数字电路
二、门电路 逻辑电路
符号：
三、
1.“或”门
符号：
2.“与”门
符号：
3.“或”门
符号：
