第11节简单逻辑电路
高中物理选修3-1学案：2.11 简单的逻辑电路
第11节简单的逻辑电路一、门电路1.数字信号变化的两个状态“有”或者“没有”。
2.数字电路和逻辑电路(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。
3.“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。
二、“与”门1.“与”逻辑关系：一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生。
2.符号：只有A与B两个输入端都是1时，输出端才是__1__。
3.真值表：“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示三、“或”门1.“或”逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有一个条件满足，事件就能发生。
2.符号：“≥1”象征当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是__1__。
3.真值表四、“非”门1.“非”逻辑关系：输出状态和输入状态相反的逻辑关系。
2.符号：矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为1时，输出端是__0__。
3.真值表思考判断1.“与”门和“或”门电路只能有两个输入端。
(×)2.真值表中的“1”和“0”与算术中的“1”和“0”有本质区别。
(√)3.如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“或”逻辑关系。
(×)4.具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门。
(√)三种门电路的类比理解[要点归纳]门电路种类类比电路图逻辑关系“与”门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“或”门两个开关都闭合是灯亮的充分但不必要条件，逻辑关系可示意为“非”门逻辑关系表示为A⇒－C，C表示结果成立，－C表示结果不成立[精典示例][例1] 监控系统控制电路如图1所示，开关S闭合时，系统白天和晚上都工作，开关S断开时，系统仅晚上工作。
在电路中虚框处分别接入光敏电阻(受光照时阻值减小)和定值电阻，则电路中()图1A.C是“与”门，A是光敏电阻B.C是“与”门，B是光敏电阻C.C是“或”门，A是光敏电阻D.C是“或”门，B是光敏电阻[解析]开关S闭合后，C门的一个输入端是1，系统不管白天和晚上都工作，说明与另一端的逻辑值无关，这说明C门是“或”门。
高二物理选修简单的逻辑电路
1 E2
0
1
E3
Y 0.7v
M 高电势 6v
R
A 二极管导通
Y
0v
D1 C 近似0v
B 0 0v
D2 二极管导通
V
E1
UYp近似0v
P 低电势 0v N
黄恕伯 05.8
6v A 0v B
1 E2
0
1
E3
Y
0.7v
M 高电势（6v）
A 二极管截止
R Y
6v
D1 C 近似0v
B
0 0v
D2 二极管导通
黄恕伯 05.8
黄恕伯 05.8
黄恕伯 05.8
黄恕伯 05.8
黄恕伯 05.8
黄恕伯 05.8
谢谢大家
黄恕伯 05.8
有一个输出端的开关电路，是数字电路的基 本单元。 • 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。
1、“与”门
“与”逻辑电路
“同时”的意思 条件
结果
AB
真值表
输入
输出
“与”门符号
A
&
Y
AB
YB
断0
断0
熄0
断0 通1
熄0
AB
通1
断0
熄0
通1
通1
微电子技术集成电路芯片：在1 cm2的半导体 硅上，可制造出20亿—30亿个晶体管 笔记本电脑：1kg左右
例题、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。 Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时 电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温， 电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件？
逻辑电路
11．具有可扩展性、可分级性和可操作性，便于在各类 通信信道特别是异步转移模式(ATM)的网络中传输，也便于 与计算机网络联通． 12．可以与计算机 “融合 ”而构成一类多媒体计算机系 统，成为未来“国家信息基础设施” (NII)的重要组成部分．
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( )
3． 数字设备输出信号稳定可靠． 因数字信号只有 “0”、 “1” 两个电平， “1”电平的幅度大小只要满足处理电路中可以识别 出是 “1”电平就可，大一点、小一点无关紧要． 4．易于实现信号的存储，而且存储时间与信号的特性无 关． 5．由于采用数字技术，与计算机配合可以实现设备的自 动控制和调整． 6．数字技术可实现时分多路，充分利用信道容量，利用 数字电视 信号中行、场消隐时间 ，可实现文字多工广 播 (Teletext)．
图 3－5－4
试问： (1)报警时， A 点电位为高电位“1”还是低电位“0”？ (2)当用火焰靠近热敏电阻时，热敏电阻的阻值是增大还 是减小？ 【审题指导】 要判断是何种电路，应先根据条件写出 真值表，再根据真值表判断是何种门电路．所以五种门电路 的真值表要记清． 【解析】 (1)报警时，P 点为高电位“1”，由于此电路运 用了“非”门电路，输出端 P 为高电位时，输入端 A 点，一 定是低电位“0”．
7．压缩后的数字电视信号经数字调制后，可进行开路广 播，在设计的服务区内 (地面广播 )，观众将以极大的概率实 现 “ 无差错接收 ”(发 “0”收 “0”，发 “1”收 “1”)，收看到的电 视图像及声音质量非常接近演播室质量． 8．可以合理地利用各种类型的频谱资源． 9．在同步转移模式 (STM)的通信网络中，可实现多种业 务的“ 动态组合” (dynamic combination)． 10． 很容易实现加密 /解密和加扰 /解扰技术， 便于专业应 用 (包括军用 )以及广播应用 (特别是开展各类收费业务 )．
第11章 数字电路综合案例
第11章数字电路综合案例内容提要前面的章节介绍了数字电路的基本知识、基本理论、常用器件，以及数字电路分析和设计的基本方法。
本章涉及到复杂数字系统的设计。
数设计对象从译码器、计数器等这些基本逻辑功能电路到了数字钟等综合的数字逻辑系统的设计；设计方法也由采用真值表到求逻辑表达式、画出电路图的方式到通过确定总体方案，采取从局部到整体，用各种中、大规模集成电路来满足要求的数字电路系统的方式。
本章结合数字钟这一实际的案例来介绍数字电路系统的设计方法，进一步提高学生的综合能力和解决实际问题的能力。
基本教学要求1.了解中小规模集成电路的作用及实用方法。
2.了解数字钟电路的原理。
3.掌握综合数字电路系统的设计流程和设计方法。
11.1概述数字系统的设计，采用从整体到局部，再从局部到整理的设计方法。
首先对系统的目标、任务、指标要求等进行分析，确定系统的总体方案；然后把系统的总体方案分成若干功能部件，绘出系统的方框图；之后运用数字电路的分析和设计方法分别进行设计，或者是直接选用集成器件去构成功能部件；最后把这些功能部件连接组合起来，便构成了完整的数字系统，通过对电路的分析和测试修改，完善与优化整个系统。
这是传统的数字系统的设计方法，也是下面要介绍的内容。
随着计算机技术的发展，电子设计自动化EDA成为了现代电子系统设计与仿真的重要手段，对于复杂系统的设计十分有效，尤其是硬件描述语言的使用，使硬件软件化，让数字系统的设计更加方便、高效。
下面以数字钟系统设计为例，介绍综合数字电路系统的设计方法。
数字钟是一种用数字电子技术实现时、分、秒计时的装置，与传统的机械式时钟相比具准确、直观、寿命长等特点。
目前广泛用于个人家庭以及车站、码头、剧场、办公室等公共场所，给人们的生活、学习、工作、娱乐带来极大的方便。
数字钟也是一种典型的数字电路，其中包括了组合逻辑电路和时序逻辑电路。
通过数字钟的设计进一步了解数字系统设计时用到的中小规模集成电路的使用方法，进一步学习与掌握各种组合逻辑电路与时序电路的原理与使用方法。
第11节简单的逻辑电路
（2）数字电路
①概念：处理______________的电路．
②功能：研究电路的______________功能．
2.一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生,这种关系称为“”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路称为“”门电路，简称“”门。
3.几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生,这种关系称为“”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路称为“”门电路，简称“”门。
4.输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,这种关系称为“”逻辑关系。具有这种逻辑关系的电路称为“”门电路，简称“”门。
新知探究案
探究1“与”门
【观察与思考1】如图所示，两个开关A、B串联起来控制同一个灯泡。
A．“与”电路B．“或”电路
C．“非”电路D．“与”电路或“非”电路
【案例探究2】右图是一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
(1)要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件?
(2)为什么温度高时电铃会被接通？
输入2)“或”门的符号是怎样的？
探究3“非”门
【观察与思考3】如图所示，用一个开关控制一个灯泡。
（1）开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，熄为0，在表格中作出体现其逻辑关系的真值表。
输入
输出
A
Y
(2)“非”门的符号是怎样的？
【案例探究1】联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时或弃权票时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系（）
2020-2021学年高二上学期物理人教版选修3-1课件：_第二章第11节简单的逻辑电路
汽车不能启动。能正确表示该控制装置工作原理的逻辑电路是 ( )
A.“与”电路
B.“或”电路
C.“非”电路
D.“与非”电路
【解析】选A。因为输入“1,0”“0,1”“0,0”输出都为“0”,而输入“1,1”
输出为“1”,知该逻辑门是“与”门,故A项正确,B、C、D项错误。
3.(2020·成都高二检测)现代数字电路的基本单元是逻辑电路,逻辑电路中最
【解析】选A。题图为“与”门电路,所以A、B输入端都是高电势时,输出端才为 高电势,故A正确。
2.为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了双门控制装置:只要有一
扇门没有关紧,汽车就不能启动。如果规定:车门关紧时为“1”,未关紧时为
“0”;当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶;当输出信号为“0”时,
知识点一 三种门电路 1.三种门电路的类比理解:
提醒:(1)上述类比中都是开关闭合作为满足条件,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。
2.三种门电路的符号和真值表: (1)“与”门。
其真值表为
输入
A1
B1
0
0
0
1
1
0
1
1
输出 Y1 0 1 1 1
输入 A2 0 1 1 1
输出 Y2 1 0 0 0
【典例示范】
【典例】在如图所示的逻辑电路中,当A端输入电信号1、B端输入电信号0时,则
在C和D端输出的电信号分别为 ( )
A.1和0
B.0和1
C.1和1
D.0和0
【解析】选C。首先从“非”门电路入手,当B端输入电信号“0”时,D端输出电 信号为“1”,所以“与”门电路的两输入均为“1”,因此C端输出电信号为 “1”,C正确。
北师大版九年级物理全第十一章简单电路11
（1）导入新课
通过展示生活中常见的电压应用实例，引导学生关注电压现象，为新课学习打下基础。
（2）探究电压定义
利用实验和类比法，让学生理解电压的概念，掌握电压的测量方法。
（3）学习电压规律
通过对串联和并联电路的电压特点进行实验探究，引导学生总结电压规律，并运用欧姆定律进行解释。
（4）巩固与应用
5.作业完成后，及时复习巩固，对疑难问题进行梳理和解决。
教师将根据同学们的作业完成情况，了解大家在电压知识方面的掌握程度，并对存在的问题进行针对性的辅导。希望同学们认真对待作业，不断提高自己的物理素养。
4.设计具有挑战性的电路问题，让学生在解决问题的过程中，巩固所学知识，提高分析问题和解决问题的能力。
（三）情感态度与价值观
1.培养学生对物理现象的好奇心，激发学生探索自然规律的兴趣，树立科学研究的信心。
2.培养学生尊重实验事实，严谨治学的态度，使学生养成独立思考、勇于创新的精神。
3.通过学习电压知识，使学生认识到电压在实际生活中的重要作用，增强学生的节能环保意识。
3.教师解答学生疑问，总结本节课的重点和难点。
4.强调电压知识在实际生活中的应用，激发学生学习物理的兴趣和热情。
5.布置课后作业，巩固所学知识，为下一节课的学习打下基础。
五、作业布置
1.请同学们结合本节课所学内容，完成课后ห้องสมุดไป่ตู้题第1、2、3题，巩固电压的定义、单位和测量方法。
2.设计一个简单的串联电路和并联电路，分别用电压表测量各部分的电压，并记录数据。运用欧姆定律和电压规律分析实验结果，总结串联和并联电路的电压特点。
4.教学策略：
-针对学生的学习差异，实施分层教学，提高教学针对性。
小学科学《简单电路》教学设计完整版
小学科学《简单电路》教学设计完整版一、教材分析《简单电路》是苏教版五年级上册第三单元第一课，在《小学科学课程标准》中属于物质科学领域中“6.4.1 电路时包括电源在内的闭合回路，电路的通断可以被控制”的部分知识。
本课是学生学习电学知识的第一课，为学生打开了新的领域之门，为学生以后的学习打下基础。
本课的主要教学内容分为四部分，第一是提供一个问题情境，让学生思考平时生活中常见灯泡是如何亮起来的；第二部分是动手操作，让学生用电池、导线、灯泡等基本元件连接成一个简单电路，在了解基本电路的基础上让学生拓展将灯泡换成其他用电器；第三部分是动手将开关加入电路中；第四部分是拓展活动制作一个红绿灯，内容上层层递进，使学生在由浅入深的活动中逐渐认识简单电路。
二、学情分析本节课的授课对象是小学五年级学生，通过前四年的科学学习，学生对有关电的现象以及电在日常生活中的应用有了一定的了解，但对于电路的连接以及小灯泡是怎么亮起来的还是不太了解，根据皮亚杰认知发展理论，五年级学生已经初步形成了一定的学习态度，学会掌握初步的科学定义与逻辑论证，对于动手实验极其感兴趣并且接触了一定的科学方法，因此在本课程教学中，我将结合教学实际以及依据学生喜欢动手实验这一学习风格，采用探究实验法让学生学会如何连接简单电路，尽量创设情境让学生动起手来。
三、教学目标（一）科学知识知道简单电路是由用电器、导线及电池连接而成的闭合回路；认识一些常见的电路符号，能够连接简单电路（二）科学探究通过与同伴的交流，能够动手连接简单电路并画出电路图；（三）科学态度能在好奇心的驱使下，表现出对简单电路连接的探究兴趣在科学探究活动中主动与他人合作，积极参与交流（四）科学、技术、社会与环境初步了解电在我们日常生活中的应用；了解电给人类生活带来的便利四、教学重难点教学重点：简单电路的连接教学难点：通过与同伴的探究合作学习，学会简单电路的连接五、教学准备教师准备：课件、电池若干、导线若干、小灯泡若干、小风扇、回形针若干、图钉、木板六、教学过程（一）创设情境，导入新课1．教师出示彩虹桥上的小灯泡夜景，让学生思考“彩虹桥上的灯泡是怎么亮起来的？”2．学生发表意见（因为有电；因为有灯泡……）（二）新课教学【一】连接简单电路，让灯泡亮起来1．师谈话：大家刚才都说到了电线、小灯泡等很多材料，现在老师提供给你们这些材料，你们能让小灯泡亮起来吗？2．教师与学生一起了解灯泡、电源以及导线的组成（课件图示）师生活动：观察小灯泡的组成包括玻璃泡、灯丝、金属壳、金属架、连接点；观察电源的组成，凸起的一端是正极用+号表示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
输出
Y
00 1 1 1
A
B Y
（3）符号
A ≥1 Y B
202
（4）实例：班级门钥匙； 开家长会
3、“非”门 （1）“非”逻辑电路
条件
A
结果
Y
输出状态和输入状态呈相反的逻辑关系,叫 做“非”逻辑关系,具有“非”逻辑关系的电 路叫“非”门.
（2）真值表
A
输入 输出
Y
A
Y
0
1
1
0
（3）符号
A1 Y
拓展训练
由某门电路构成的一简单控制电路如图，其
中r为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器， L为小灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到 光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮。
(1)请在电路中虚线框内画出适当的门电路符号 (2)如果想使小灯在天色更暗时才会点亮，R的值
应如何调节？
r
A1 Y
R
●逻辑关系
D
R
X
1
A
Y
Rt
+5V 电铃
0V
P 火警报警装置
例题、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。 Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时 电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调 的稍低些，R的值应大一些还是小一些？
D
R
X
1
A
Y
Rt
+5V 电铃
0V
P 火警报警装置
条结件果
结果
AB Z
“与”逻辑关系
●真值表“与”门
输入 输出
AB
Y
00
0
01
0
10
0
11
1
●符号 A & Y
B
条结果件 A 结果
B Z
“或”逻辑关系
“或”门
输入 输出
AB Y
00
0
01
1
10
1
11
1
A ≥1 Y
B
条件
A
结果
Z
“非”逻辑关系
“非”门
输入 输出
A
Y
0
1
1
0
A1 Y
谢谢大家
（4）实例：反向选择
4、复合门电路
“与非”门
课堂训练
下图是一个“或非”门电路，试写出 它的真值表
输入 输入 输出 ABY 00 1 01 0 10 0 11 0
四、集成门电路
四个2输入“与”门集成电路的外引线
集成块
六个“非”门集成电路的外引线
在显微镜下看到的 一个芯片的局部
例题、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。 Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时 电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
（3）符号
A
&
Y
B
（4）实例：一门两锁； 楼道灯
2、“或”门
（1）“或”逻辑电路
条结果件
A
B
结果
Y
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“或”逻辑关系.具 有“或”逻辑关系的电路称为“或”门.
(2) 真值表
输入
AB
00 00 00 11 11 00 11 11
（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温， 电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件？DRX1 NhomakorabeaA
Y
Rt
+5V 电铃
0V
P 火警报警装置
例题、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。 Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时 电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。
（2）为什么温度高时电铃会被接通？