高中物理 《简单的逻辑电路》教学设计 新人教版选修3-1VIP专享VIP免费

《简单的逻辑电路》教学设计教学目标：1．通过基本门电路（与门、或门和非门）的实验，观察并了解门电路的基本作用。2．初步了解逻辑电路的基本原理以及它在自动控制中的应用。教学重点：“与”门、“或”门和“非”门的功能。教学难点：各种门电路的逻辑关系。教学器材：多媒体设备、晶体管二极管门电路演示板、干电池、小灯泡、电键、导线等。教学过程：一、引入课题情景1：（投影）数码相机、数码摄影机、条形码、遥控器和数字电视机图片。这些电子产品都是伴随数字技术的发展而出现的，还有信息高速公路，电脑多媒体，移动电话系统等也都运用到数字技术，为什么称之为数字技术呢？让我们先来看一下这样两类电信号。情景２：模拟信号和数字信号（用多媒体课件演示两种信号）（图1）（图2）设问：这两种信号有什么不一样？图1中的这种信号，它的电压随时间是连续变化的，比如音频电信号，我们把它叫做模拟信号。图2显示的电信号是跳跃式变化的，它们通常只有两种状态，即高电势（比如5v）和低电势（比如0v），高电势和低电势可以分别用数字“１”和“０”来表示，这样我们就可以用“１”和“０”组成的一串数字来表示这个电信号了，所以这类信号被称为数字信号。数字技术中处理数字信号的电路叫做数字电路。逻辑电路是数字电路的基本组成部分，今天我们就来学习逻辑电路中的基本门电路。二、教学过程1．“与”门我们先来看一个简单的电路（图3），让学生判断两个开关的状态怎样决定了这个灯是亮还是灭（见表1）。用心爱心专心开关S1开关S2灯泡L断断灭断合灭合断灭合合亮10utt0u（图3）（表1）（表2）如果规定开关闭合为“1”，断开为“0”，灯泡L亮为“1”，灭为“0”，那么表中开关和灯泡所处的状态就数字化了。表2中开关S1和S2是控制条件，而灯泡L是控制的结果，我们把这种表示各种控制条件和对应控制结果的表格，叫做真值表。在门电路中也有反映类似逻辑关系的电路，叫做“与”门。它的两个输入端分别为A和B，有一个输出端Y。当输入A与输入B均是高电势时，输出Y才是高电势。直接给出“与门”的定义：输入A与输入B均是高电势时，输出Y才是高电势的逻辑电路叫做“与”门。“与”门逻辑式：Y=A·B教师阐述：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，就有另一个信号输出。（图4）实验演示晶体二极管“与”门电路（图4），说明此电路分为输入端和输出端以及中间的控制电路，让学生观察到只有A、B处都接1，即都输入高电势，输出端才输出电压（高电势1），认识“与”门电路所具有的输入电势与输出电势之间的逻辑关系，知道它具有这样的逻辑关系是由于二极管具有的加正向电压被导通、加反向电压被截止的特性造成的。2．“或”门用心爱心专心开关S1开关S2灯泡L000010100111“与”门的真值表输入输出ABY0000101001112YAB&S2S1L（图5）（表3）（表4）在这个电路中（图5），两个开关的状态如何决定这个灯的亮或灭呢？类比“与”门的学习过程，指导学生自主填写表格（表3和表4），阐述：在门电路中也有反映类似逻辑关系的电路，叫做“或”门；并启发学生给出“或”门的定义。输入A与输入B中任一个或者两个都是高电势，输出Y就为高电势的逻辑电路叫做“或”门。“或”门逻辑式：Y=A+B（图6）实验演示晶体二极管“或”门电路（图6），介绍该电路的输入端和输出端以及中间的控制电路，让学生观察到只要A、B处任意一个接1，即输入高电势，输出端就输出电压（高电势1），让学生知道“或”门电路所具有的输入电势与输出电势之间的逻辑关系。3．“非”门在这个电路中（如图7），这个开关的状态如何决定这个灯的亮或灭呢？经历了“与”门、“或”门的学习过程，让学生完全自主填写表格（表5和表6），指出：在门电路中也有反映类似逻辑关系的电路，叫做“非”门，并让学生尝试给出“非”门的定义。（图7）（表5）（表6）输入A为高电势时输出Y为低电势，输入A为低电势时输出Y为高电势的逻辑电路叫做“非”用心爱心专心开关S1开关S2灯泡L断断灭断合亮合断亮合合亮开关S1开关S2灯泡L000011101111“或”门的真值表输入输出ABY000011101111开关S灯泡L断灭合亮开关S灯...