第一篇:組合邏輯電路教案
第8章
組合邏輯電路
【課題】
8.1概述
【教學(xué)目的】
了解組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的電路結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能特點(diǎn)。【教學(xué)重點(diǎn)】
1.數(shù)字邏輯電路的分類和特點(diǎn)。2.常用的組合邏輯電路種類。3.會(huì)區(qū)分?jǐn)?shù)字邏輯電路的類型。【教學(xué)難點(diǎn)】
區(qū)分?jǐn)?shù)字邏輯電路的類型。【教學(xué)方法】
講授法 【參考教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí) 【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
1.基本邏輯門電路有哪幾種,它們的邏輯功能是什么?
2.畫出與非門邏輯符號(hào)并說明其邏輯功能。
二、新授內(nèi)容 1.組合邏輯電路
(1)特點(diǎn):數(shù)字邏輯電路中輸出信號(hào)沒有反饋到輸入端,因此任意時(shí)刻的輸出信號(hào)狀態(tài)只與當(dāng)前的輸入信號(hào)狀態(tài)有關(guān),而與電路原來的輸出狀態(tài)無關(guān)。
(2)電路組成框圖:教材圖8.1。2.時(shí)序邏輯電路
(1)特點(diǎn):數(shù)字邏輯電路中輸出信號(hào)部分反饋到輸入端,輸出信號(hào)的狀態(tài)不但與當(dāng)前的輸入信號(hào)狀態(tài)有關(guān),而且與電路原來的輸出狀態(tài)有關(guān)。因此,這種電路有記憶功能。
(2)電路組成框圖:教材圖8.2。
三、課堂小結(jié)
1.組合邏輯電路的特點(diǎn)。
2.時(shí)序邏輯電路的特點(diǎn)。
四、課堂思考
P176思考與練習(xí)題。
五、課后練習(xí)
對(duì)邏輯代數(shù)作重點(diǎn)復(fù)習(xí)并預(yù)習(xí)下節(jié)課的內(nèi)容(8.2組合邏輯電路的分析)。
【課題】
8.2組合邏輯電路的分析
【教學(xué)目的】
掌握組合邏輯電路的分析方法和步驟。【教學(xué)重點(diǎn)】
1.組合邏輯電路的分析方法和步驟。2.會(huì)對(duì)給定的組合邏輯電路進(jìn)行功能分析。
【教學(xué)難點(diǎn)】
對(duì)給定的組合邏輯電路作功能說明,并用文字描述。【教學(xué)方法】
講授法、練習(xí)法 【參考教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí) 【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
公式化簡(jiǎn),用練習(xí)的方式進(jìn)行。
二、新授內(nèi)容
1.組合邏輯電路的分析步驟。
(1)根據(jù)給定的邏輯電路圖,推導(dǎo)輸出端的邏輯表達(dá)式。(2)化簡(jiǎn)和變換(3)列真值表(4)分析說明
2.組合邏輯電路的分析舉例(1)老師舉例講解
(2)老師舉例,學(xué)生討論分析
例1 已知邏輯電路如圖8.1所示,試分析其邏輯功能,要求寫出分析過程。2
圖8.1
三、課堂小結(jié)
1.組合邏輯電路的分析步驟。2.組合邏輯電路實(shí)例分析。
四、課堂思考
1.分析組合邏輯電路的功能一般要經(jīng)過哪幾個(gè)步驟?
五、課后練習(xí)
1.上網(wǎng)查閱組合邏輯電路的相關(guān)知識(shí)。2.P178思考與練習(xí)題 2。
【課題】
*8.3 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)【教學(xué)目的】
了解組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程和一般方法。【教學(xué)重點(diǎn)】
組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法和步驟。【教學(xué)難點(diǎn)】
組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法。【教學(xué)方法】
講練結(jié)合 【參考教學(xué)課時(shí)】
2課時(shí) 【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
簡(jiǎn)述組合邏輯電路的分析步驟。
二、新授內(nèi)容
1.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟
(1)分析實(shí)際情況是否能用邏輯變量來表示。
(2)確定輸入、輸出邏輯變量并用邏輯變量字母表示,作出邏輯規(guī)定。(3)根據(jù)實(shí)際情況列出邏輯真值表。
(4)根據(jù)邏輯真值表寫出邏輯表達(dá)式并化簡(jiǎn)。
(5)畫出邏輯電路圖,并標(biāo)明使用的集成電路和相應(yīng)的引腳。
(6)根據(jù)邏輯電路圖焊接電路,調(diào)試并進(jìn)一步驗(yàn)證邏輯關(guān)系是否與實(shí)際情況相符。2.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)舉例
三、課堂小結(jié)
1.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟。
2.組合邏輯電路的設(shè)計(jì)舉例。
四、課堂思考與練習(xí)
1.設(shè)計(jì)組合邏輯電路一般要經(jīng)過哪幾個(gè)步驟?
2.設(shè)計(jì)一個(gè)故障顯示電路:(1)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)同時(shí)工作,綠燈亮:(2)其中一臺(tái)電動(dòng)機(jī)有故障時(shí),黃燈亮;(3)兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)都有故障時(shí),紅燈亮。要求:
(1)寫出真值表;(2)寫出表達(dá)式;(3)畫出邏輯圖(學(xué)生先做,教師后講)
五、課后練習(xí)
P180思考與練習(xí)題 2。
【課題】
8.4 編碼器
【教學(xué)目的】
1.理解編碼的概念。
2.理解典型集成編碼電路的引腳功能并能正確使用。【教學(xué)重點(diǎn)】
1.編碼器的基本功能、分類。
2.集成編碼器的引腳功能及邏輯功能真值表。3.優(yōu)先編碼器的工作特點(diǎn)及應(yīng)用。
4.根據(jù)集成編碼器的輸入引腳狀態(tài)推導(dǎo)輸出引腳的邏輯電平和工作狀態(tài)。【教學(xué)難點(diǎn)】
根據(jù)集成編碼器的輸入引腳狀態(tài)推導(dǎo)輸出引腳的邏輯電平和工作狀態(tài)。【教學(xué)方法】
講授法、討論法 【參考教學(xué)課時(shí)】
3課時(shí) 【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
簡(jiǎn)要敘述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟。
二、新授內(nèi)容 8.4.1 編碼的概念
1.編碼是把輸入的各種信號(hào)(如10進(jìn)制數(shù)、文字、符號(hào)等)轉(zhuǎn)換成若干位二進(jìn)制碼的過程。
2.編碼器:能夠完成編碼功能的組合邏輯電路。3.編碼器分類
(1)按編碼形式可分為:二進(jìn)制編碼器和BCD碼編碼器。
(2)按編碼器編碼輸出二進(jìn)制碼的位數(shù)可分為:4線-2線編碼器、8線-3線編碼器和16線-4線編碼器等。8.4.2 二進(jìn)制編碼器的門電路實(shí)現(xiàn)
1.二進(jìn)制編碼器的概念
2.8線-3線二進(jìn)制編碼器的設(shè)計(jì)
(1)例1:設(shè)計(jì)搶答器中實(shí)現(xiàn)8位選手編碼功能的8線-3線二進(jìn)制編碼器。(2)課堂練習(xí):請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)4線-2線編碼器,要求寫出設(shè)計(jì)過程,畫出邏輯電路,標(biāo)明集成電路的型號(hào)和引腳。
討論:哪些數(shù)字電路產(chǎn)品中需要用到編碼器,請(qǐng)列出1~2個(gè)較為典型的例子。8.4.3集成編碼器
1.集成編碼器的概念 2.優(yōu)先編碼器的概念 3.集成優(yōu)先編碼器
三、課堂小結(jié)
1.編碼的概念 2.二進(jìn)制編碼器的門電路實(shí)現(xiàn) 3.集成編碼器
四、課堂思考
1.三位二進(jìn)制編碼器能對(duì)幾個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼?
2.試分析集成編碼器MC14532在圖8.2所示的輸入信號(hào)狀態(tài)下,其輸出引腳的邏輯電平各為多少?如果要設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)現(xiàn)負(fù)邏輯的按鍵輸入電路,即按鍵沒按下時(shí),輸入高電平,按鍵按下時(shí)輸入低電平,按鍵輸入電路應(yīng)怎樣修改?
圖8.2
五、課后練習(xí)
P187思考與練習(xí)題2。
【課題】
8.5譯碼器
【教學(xué)目的】
1.理解譯碼的概念及典型集成譯碼電路的引腳功能并能正確使用。2.了解常用數(shù)碼顯示器件的基本結(jié)構(gòu),理解其工作原理。【教學(xué)重點(diǎn)】
1.譯碼器的基本功能和分類。
2.譯碼器的引腳功能及邏輯功能真值表。
3.根據(jù)集成譯碼器的輸入引腳狀態(tài)推導(dǎo)輸出引腳的邏輯電平和工作狀態(tài)。4.常用數(shù)碼顯示器件的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和應(yīng)用。5.典型集成譯碼電路的應(yīng)用。【教學(xué)難點(diǎn)】
典型集成譯碼電路的靈活應(yīng)用。【教學(xué)方法】
講授法、實(shí)物展示(共陰極數(shù)碼管)、討論法 【參考教學(xué)課時(shí)】
3課時(shí) 【教學(xué)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
什么叫編碼?什么叫編碼器?
二、新授內(nèi)容 8.5.1 二進(jìn)制譯碼器
1.二進(jìn)制譯碼器的邏輯符號(hào)及功能
2.3線-8線譯碼電路集成74LS138 討論:哪些數(shù)字電路產(chǎn)品中需要用到譯碼器,請(qǐng)列出1~2個(gè)較為典型的例子。8.5.2 七段數(shù)碼顯示譯碼器
1.外形封裝(實(shí)物展示)2.數(shù)碼管的結(jié)構(gòu)和原理
3.集成顯示譯碼器MC14511簡(jiǎn)介(驅(qū)動(dòng)共陰極數(shù)碼管)(1)引腳排列和邏輯符號(hào)
(2)顯示譯碼器MC14511的主要作用(3)MC14511真值表(4)MC14511的功能說明(5)MC14511的應(yīng)用實(shí)例
三、課堂小結(jié)
1.二進(jìn)制譯碼器 2.七段數(shù)碼顯示譯碼器
四、課堂練習(xí)
1.畫出七段數(shù)字顯示器的字形。
2.用真值表的形式說明七段譯碼器輸入與輸出的關(guān)系。
五、課后練習(xí)
P192思考與練習(xí)題2、3。【課題】
實(shí)訓(xùn)項(xiàng)目
制作3人表決器
【實(shí)訓(xùn)目標(biāo)】
1.掌握組合邏輯電路的應(yīng)用和測(cè)試方法。2.進(jìn)一步掌握數(shù)字實(shí)訓(xùn)箱的使用技能。【實(shí)訓(xùn)重點(diǎn)】
組合邏輯電路的應(yīng)用和測(cè)試方法。【實(shí)訓(xùn)難點(diǎn)】
組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程。【實(shí)訓(xùn)方法】
實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn) 【參考實(shí)訓(xùn)課時(shí)】
2課時(shí) 【實(shí)訓(xùn)過程】
一、復(fù)習(xí)提問
簡(jiǎn)述組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法及步驟。
二、實(shí)訓(xùn)任務(wù)
任務(wù)一
驗(yàn)證3人表決器邏輯電路功能。任務(wù)二
設(shè)計(jì)組合邏輯電路
設(shè)計(jì)一個(gè)3人投票多數(shù)通過的邏輯電路,要求寫出設(shè)計(jì)步驟,并在數(shù)字實(shí)訓(xùn)箱上實(shí)現(xiàn)。
三、實(shí)訓(xùn)總結(jié)
1.畫出實(shí)訓(xùn)電路連接圖,標(biāo)明使用的集成電路型號(hào)和引腳。2.列表整理實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)。
四、課堂思考
1.如何用2輸入端的與非門搭接成3輸入端的與非門? 2.如何將與非門作為非門使用?
五、課后作業(yè)
完成實(shí)訓(xùn)報(bào)告,寫出本次實(shí)訓(xùn)的體會(huì)和收獲。
第二篇:講義 第10章 組合邏輯電路
第10章
組合邏輯電路
(1)數(shù)字電路分類:①組合邏輯電路(簡(jiǎn)稱組合電路);②時(shí)序邏輯電路(簡(jiǎn)稱時(shí)序電路,第10章介紹)。(2)組合邏輯電路:任何時(shí)刻電路的輸出狀態(tài)只取決于該時(shí)刻的輸入狀態(tài),而與該時(shí)刻以前的電路狀態(tài)無關(guān)。(例如:編碼器、譯碼器、全加器等等)
(組合邏輯電路的基本單元電路是門電路,描述組合邏輯電路邏輯功能的方法主要有:邏輯表達(dá)式、真值表和工作波形圖。)
10.1 組合邏輯電路的分析和設(shè)計(jì) 10.1.1 組合邏輯電路的分析
組合電路分析:就是根據(jù)已知的組合邏輯電路,找出組合電路的輸出與輸入的關(guān)系,指出電路所能實(shí)現(xiàn)的邏輯功能。(電路圖已知,求真值表。)分析步驟:
(1)由邏輯圖寫出輸出端的邏輯表達(dá)式;
(2)運(yùn)用邏輯代數(shù)將所得邏輯函數(shù)表達(dá)式化簡(jiǎn)或變換;(3)列出輸入輸出關(guān)系的邏輯狀態(tài)表(即真值表);(4)分析電路的邏輯功能。(書上206頁,例題10-1)10.1.2 組合邏輯電路的設(shè)計(jì)
組合電路設(shè)計(jì)的含義:組合電路的“設(shè)計(jì)”(或稱“綜合”)與組合電路的分析方法相反,它是根據(jù)要完成的邏輯功能,畫出實(shí)現(xiàn)該功能的最簡(jiǎn)邏輯電路。
最簡(jiǎn)的含義:器件數(shù)最少,器件種類最少,連線最少。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)步驟:
(1)根據(jù)邏輯問題的邏輯關(guān)系,確定輸入變量和輸出變量;(引起事件的原因定為輸入變量;事件的結(jié)果定為輸出變量。)(2)根據(jù)給定的因果關(guān)系寫出邏輯真值表;(3)由真值表寫出邏輯函數(shù)表達(dá)式;
(4)根據(jù)所用的器件類型,將函數(shù)化簡(jiǎn),把變量變換成所需要的形式;(5)根據(jù)化簡(jiǎn)或者變化后的邏輯表達(dá)式畫出電路圖。
注意:在設(shè)計(jì)當(dāng)中,應(yīng)該根據(jù)所用門電路的類型來化簡(jiǎn)邏輯表達(dá)式。(例如:用與非門設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)把邏輯函數(shù)表達(dá)式變換為最簡(jiǎn)的與非表達(dá)式。)(書上208頁,例題10-
3、10-
4、10-
5、10-6)10.2 常用集成組合邏輯電路
(在數(shù)字電路中,常用的組合電路有加法器、編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)分配器和多路選擇器等。下面幾節(jié)分別介紹這幾種典型組合邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)、工作原理和使用方法。)10.2.1 編碼器
在數(shù)字電路中,為了區(qū)分一系列不同的事物,將其中的每個(gè)事物用一系列邏輯“0”和邏輯“1”按一定規(guī)律編排起來,組成不同的代碼來表示,這就是編碼的含意。)
(1)編碼:把二進(jìn)制碼按一定規(guī)律編排,使每組代碼具有一特定的含義,稱為編碼。(2)編碼器:完成編碼功能的電路統(tǒng)稱為編碼器。
1、二進(jìn)制編碼器
(1)普通二進(jìn)制編碼器:用n位二進(jìn)制代碼對(duì)N?2個(gè)信號(hào)進(jìn)行編碼的電路稱為二進(jìn)制編碼器。如圖10-13所示,為與非門組成的3位二進(jìn)制編碼器的電路圖。又稱8線—3線編碼器。
① 二進(jìn)制編碼器對(duì)輸入信號(hào)的規(guī)定:在任何時(shí)刻只允許一路有效輸入信號(hào)到達(dá)編碼器的輸入端,而不允許有兩個(gè)或兩個(gè)以上的有效輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)在編碼器的輸入端。
② 由電路圖可知,此編碼器有8個(gè)輸入Y0?Y7,3個(gè)輸出可A、B、C。
n?A?I4?I5?I6?I7?③ 根據(jù)電路圖可以得到各個(gè)輸出的表達(dá)式:?B?I2?I3?I6?I7
?C?I?I?I?I1357?(如果我們規(guī)定,在任一時(shí)刻只能有一路輸入端有信號(hào)到來,其余輸入端均無信號(hào)到達(dá)。有信號(hào)用“1”表示,無信號(hào)用“0”表示。則圖10-13所示的邏輯電路可完成八路輸入信號(hào)的編碼(全0為Y0輸入有效)。)④ 表10-6給出了圖10-13所示二進(jìn)制編碼器的的真值表。
⑤ Y0?Y7八路輸入信號(hào)編碼分別為000、001、010、011、100、101、110、111。
(它用3位二進(jìn)制代碼對(duì)8個(gè)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼,所以圖10-13所示的邏輯電路為3位二進(jìn)制普通編碼器,又稱為8線—3線編碼器)
(當(dāng)編碼器的輸入端輸入信號(hào)不止一個(gè)時(shí),輸出為全1,編碼器的輸出發(fā)生混亂。這是因?yàn)槠胀ň幋a器不允許兩個(gè)及以上的輸入信號(hào)同時(shí)有效的緣故。可在實(shí)際應(yīng)用中,往往有二個(gè)輸入端或者二個(gè)以上的輸入端有信號(hào)同時(shí)到達(dá)編碼器,因此,普通編碼器缺乏實(shí)用性。解決的方法是采用優(yōu)先編碼。)(2)二進(jìn)制優(yōu)先編碼器(74LS148(T4148):8線—3線)
① 優(yōu)先編碼:所謂優(yōu)先編碼,就是將所有的輸入信號(hào)按優(yōu)先順序進(jìn)行排隊(duì)。當(dāng)幾個(gè)輸入信號(hào)同時(shí)出現(xiàn)時(shí),只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)別最高的一個(gè)進(jìn)行編碼。實(shí)現(xiàn)優(yōu)先編碼的電路稱為優(yōu)先編碼器。
(也就是說,允許幾個(gè)信號(hào)同時(shí)有效,但電路只對(duì)其中優(yōu)先級(jí)別高的信號(hào)進(jìn)行編碼,而對(duì)其它優(yōu)先級(jí)別低的信號(hào)不予理睬。)
② 74LS148優(yōu)先編碼器以低電平輸入為有效信號(hào),各輸入信號(hào)按照I7?I0優(yōu) 先級(jí)逐漸降低,I7的優(yōu)先級(jí)最高,I0的優(yōu)先級(jí)最低。③ 74LS148芯片的引腳圖如圖10-14所示。1)緊靠四邊形的小圓圈表示“低電平為有效信號(hào)”。2)四邊形內(nèi)部標(biāo)注為引腳功能說明。3)四邊形外部標(biāo)準(zhǔn)為引腳編號(hào)。
4)ST:為選通輸入端,低電平有效。當(dāng)ST?0時(shí)允許編碼,芯片工作; 當(dāng)ST?1時(shí)輸入、輸出及控制引腳YEX、YS均被封鎖,編碼被靜止。(ST?1時(shí),輸出均被鎖定在高電平)
5)YS:為選通輸出端,只有當(dāng)所有的編碼輸入都為高電平,且ST?0時(shí),YS?0表示電路工作,但無編碼信號(hào)輸入,級(jí)連時(shí)可以擴(kuò)展優(yōu)先編碼功能。
6)YEX:為優(yōu)先擴(kuò)展輸出端,級(jí)連時(shí)可作輸出位的擴(kuò)展端。
只要有任何一個(gè)編碼輸入,且ST?0時(shí),YEX?0表示電路工作,有編碼信號(hào)輸入
7)級(jí)聯(lián)應(yīng)用時(shí),高位片的YS端與低位片的ST端連接起來,高位片的YEX可作為高位的編碼輸出位。74LS148芯片的邏輯功能如表10-7所示,為二進(jìn)制優(yōu)先編碼器的真值表
74LS148為二進(jìn)制優(yōu)先編碼器,其輸入輸出都是低電平有效。所以,輸出為十進(jìn)制數(shù)碼0?7對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制碼的反碼。例如:數(shù)碼“0”的二進(jìn)制碼為“000”,而74LS148編碼器輸出為反碼“111”。也就是說,當(dāng)輸入為數(shù)碼“0”(即I0為0)時(shí),輸出為“111”。
(要想I0有效,其它引腳I1?I7都必須接高電平,使其無效,因?yàn)镮0引腳的優(yōu)先級(jí)別最低。)(需要大家掌握的就是74LS148芯片的邏輯功能、真值表和它的芯片引腳。)
2、二—十進(jìn)制編碼器(1)常用二—十進(jìn)制編碼
二—十進(jìn)制碼(又稱BCD碼):用二進(jìn)制碼表示一位十進(jìn)制碼的編碼稱為BCD碼。常用的BCD碼有8421碼(8421分別代表位權(quán))如數(shù)字5的8421碼為“0101”。(表10-8給出了幾種常見的BCD碼)
其余碼制還有2421碼,其權(quán)值依次為2、4、2、1;余3碼,由8421BCD碼每個(gè)代碼加0011得到;格雷碼是一種循環(huán)碼,其特點(diǎn)是任意相鄰的兩個(gè)數(shù)碼,僅有一位代碼不同,其它位相同。(2)8421BCD編碼器
① 8421BCD編碼器:將十進(jìn)制的十個(gè)數(shù)碼0?9編成二進(jìn)制代碼的電路。如圖10-15所示為8421BCD編碼器的框圖。
(8421BCD編碼器的工作原理與二進(jìn)制編碼器類似。)
② 由框圖可知,此編碼器有10個(gè)輸入I0?I9(對(duì)應(yīng)十進(jìn)制的10個(gè)數(shù)碼0?9),4個(gè)輸出為A、B、C、D。
8421BCD碼編碼器編碼表如表10-9所示。
?A?I1?I3?I5?I7?I9?B?I?I?I?I ?2367③ 根據(jù)表10-9可以得到各個(gè)輸出的表達(dá)式:?
?C?I4?I5?I6?I7 ??D?I8?I9 ④ I0?I9十路輸入信號(hào)(數(shù)碼0?9)編碼分別為0000、0001、0010、0011、0100、0101、0110、0111、1000、1001。
(它用4位二進(jìn)制代碼對(duì)10個(gè)(I0?I9)輸入信號(hào)進(jìn)行編碼,所以二—十進(jìn)制編碼器又稱為10//4線編碼器。)(實(shí)際上四位二進(jìn)制代碼可以表示十六種不同的狀態(tài),其中任何十種狀態(tài)都可以表示0?9十個(gè)數(shù)碼,最常用的是用8421碼來對(duì)十進(jìn)制碼進(jìn)行編碼。)
(3)二—十進(jìn)制優(yōu)先編碼器(74LS147:10線—4線)
① 74LS147優(yōu)先編碼器以低電平輸入為有效信號(hào),各輸入信號(hào)按照I9?I0 優(yōu)先級(jí)逐漸降低,I9的優(yōu)先級(jí)最高,I0的優(yōu)先級(jí)最低。② 74LS147芯片的引腳圖如圖10-16所示。
1)緊靠四邊形的小圓圈表示“低電平為有效信號(hào)”。2)四邊形內(nèi)部標(biāo)注為引腳功能說明。3)四邊形外部標(biāo)準(zhǔn)為引腳編號(hào)。
4)芯片第16腳為電源,第8腳為地,第15腳為空腳。③ 74LS147芯片的邏輯功能如表10-10所示,為 二—十進(jìn)制優(yōu)先編碼器的真值表。
(需要大家掌握的就是74LS147芯片的邏輯功能、真 值表和它的芯片引腳。)
74LS147為二—十進(jìn)制8421BCD優(yōu)先編碼器,其輸 入輸出都是低電平有效。所以,輸出為十進(jìn)制數(shù)碼
0?9對(duì)應(yīng)的8421BCD碼的反碼。
例如:數(shù)碼“0”的8421BCD碼為“0000”,而74LS147編碼器輸出為反碼“1111”。也就是說,當(dāng)輸入為數(shù)碼“0”(即I0為0)時(shí),輸出為“1111”。
(要想I0有效,其它引腳I1?I9都必須接高電平,使其無效,因?yàn)镮0引腳的優(yōu)先級(jí)別最低。)10.2.2 譯碼器
(1)譯碼器的功能:譯碼是編碼的逆過程,即將每個(gè)二進(jìn)制代碼賦予的含義翻譯出來,給出相應(yīng)的輸出信號(hào)。實(shí)現(xiàn)譯碼操作的電路稱為譯碼器。
(或者說,譯碼器是可以將輸入二進(jìn)制代碼的狀態(tài)翻譯成輸出信號(hào),以表示原來含義的電路。)(2)譯碼器分類
① 變量譯碼器:表示輸入變量狀態(tài)的組合電路,如二進(jìn)制譯碼器。
② 碼制變化譯碼器:用于一個(gè)數(shù)據(jù)的不同代碼之間的相互變換,如二—十進(jìn)制譯碼器。③ 顯示譯碼器:將數(shù)字、文字、符號(hào)的代碼譯成數(shù)字、文字、符號(hào)的電路。
1、二進(jìn)制譯碼器
(1)二進(jìn)制譯碼器:二進(jìn)制譯碼器的輸入是一組二進(jìn)制代碼,輸出則是一組高、低電平信號(hào)。它具有n輸入端,2個(gè)輸出端。對(duì)應(yīng)每一組輸入代碼,只有其中一個(gè)輸出端為有效電平,其余輸出端為無效電平。(表10-11給出了二進(jìn)制譯碼器真值表,這是一個(gè)3線—8線的譯碼器。)
二進(jìn)制譯碼器是常用組合邏輯芯片,應(yīng)用十分廣泛,相應(yīng)的集成譯碼器產(chǎn)品也較多,按照輸入、輸出線的多少有二-四譯碼器、三-八譯碼器、四-十六譯碼器等。可通過74LS138來理解(2)三—八譯碼器74LS138(圖10-18給出了74LS138芯片的引腳圖)
① A2、A,Y0?Y7為譯碼器的輸出端。
1、A0為譯碼器的輸入端(又稱為地址端)② S1、S2、S3為控制端:當(dāng)S1?1,S2?S3?0時(shí),譯碼器工作。③ 譯碼器工作時(shí),其輸出函數(shù)Y0?Y7的表達(dá)式為:Yi?mi
(Y0?Y7為A2、A1、A0三個(gè)變量的全部最小項(xiàng)的譯碼輸出,所以將這種譯 碼器稱為最小項(xiàng)譯碼器。)④74LS138的真值表
(書上215頁,例題10-
7、例題10-8)例題10-7 分析:整個(gè)級(jí)聯(lián)電路的控制端為S,它的取值將決定芯片的工作狀態(tài)。(1)S?1時(shí)
① 片1:S?1?S2?1,因?yàn)橹挥挟?dāng)ST?1,S1?S2?0時(shí),譯碼器工作,所以片1禁止工作; ② 片2:S?1?S1?S2?1,因?yàn)橹挥挟?dāng)ST?1,S1?S2?0時(shí),譯碼器工作,所以片2禁止工作 結(jié)論:S?1時(shí),級(jí)聯(lián)電路被禁止(2)S?0,A3?0時(shí)
① 片1:S?0?S2?0,當(dāng)高位A3?0?S1?0,此時(shí)片1工作
n② 片2:S?0?S1?S2?0,但由于A3?0?ST?0,所以片2禁止工作 結(jié)論:當(dāng)S?0,A3?0時(shí),片1工作,片2禁止工作。此時(shí),輸出Z0?Z7是。0A2A1A0的譯碼(即0000?0111)(3)S?0,A3?1時(shí)
① 片1:S?0?S2?0,當(dāng)高位A3?1?S1?1,此時(shí)片1禁止 ② 片2:S?0?S1?S2?0,且A3?1?ST?1,所以片2工作
結(jié)論:當(dāng)S?0,A3?1時(shí),片1禁止工作,片2工作。此時(shí),輸出Z8?Z15是1A2A。1A0的譯碼(即1000?1111)例題10-8:用譯碼器實(shí)現(xiàn)組合邏輯電路
n位二進(jìn)制譯碼器的輸出給出了n變量的全部最小項(xiàng),利用附加電路可獲得任何形式輸入變量數(shù)不大于n的組合邏輯函數(shù)。
注意:由于譯碼器輸出端都是低電平有效,所以應(yīng)該把得到的最小項(xiàng)變換為非的形式Y(jié)i?mi
2、二—十進(jìn)制譯碼器
(1)二—十進(jìn)制譯碼器:將十進(jìn)制數(shù)的二進(jìn)制編碼即BCD碼翻譯成對(duì)應(yīng)的十個(gè)輸出信號(hào),稱為二—十進(jìn)制譯碼器,也叫做4線—10線譯碼器。
(2)四—十譯碼器74LS42(圖10-21給出了74LS42譯碼器的邏輯圖。)
① A3、A2、A,Y0?Y9為譯碼器的輸出端。
1、A0為譯碼器的輸入端(又稱為地址端)② 譯碼器工作時(shí),其輸出函數(shù)Y0?Y9的表達(dá)式為:Yi?mi(四—十譯碼器與二進(jìn)制譯碼器基本類似,以低電平作為有效輸出)
注意:74LS42的功能:只是將前十種編碼(0?9)譯碼,對(duì)10?15的編碼,譯碼輸出全為1。(3)二—十進(jìn)制譯碼器的輸出表達(dá)式,根據(jù)邏輯圖可得
Y0?A3A2A1A0 Y1?A3A2A1A0 Y2?A3A2A1A0 Y3?A3A2A1A0 Y4?A3A2A1A0 Y5?A3A2A1A0 Y6?A3A2A1A0 Y7?A3A2A1A0 Y8?A3A2A1A0 Y9?A3A2A1A0
(4)二—十進(jìn)制譯碼器的真值表(如表10-12所示)
3、顯示譯碼器
(在數(shù)字電路中,常常需要把運(yùn)算結(jié)果用十進(jìn)制 數(shù)顯示出來,這就要用顯示譯碼器)
(用來驅(qū)動(dòng)各種顯示器件,把用二進(jìn)制代碼表示的數(shù)字、文字、符號(hào)翻譯成人們習(xí)慣的形式直觀顯示出來的電路稱為顯示譯碼器。數(shù)碼顯示管是常用的顯示器件之一。)(1)半導(dǎo)體數(shù)碼管
常用的數(shù)碼顯示管有半導(dǎo)體發(fā)光二極管構(gòu)成的LED和液晶數(shù)碼管LCD兩類。(我們常見的都是LED)① 數(shù)碼管:數(shù)碼管是顯示數(shù)碼的常見器件。它是用某些特殊的半導(dǎo)體材料分段式封裝而成。
(用磷砷化鎵作成的PN結(jié),當(dāng)外加正向電壓時(shí),可以將電能轉(zhuǎn)換成光能,從而發(fā)出清晰悅目的光線。)
(圖10-22為數(shù)碼管的管腳排列圖,圖,中間兩個(gè)引腳為八個(gè)LED的公共端。由于二極管具有單向?qū)щ娦裕虼耍瑪?shù)碼管具有共陰、共陽兩種類型)② 共陽數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管
各個(gè)二極管的陽極相互連接組成公共端,為共陽數(shù)碼管;各個(gè)二極管的陰極相互連接組成公共端,為共陰數(shù)碼管。(LED數(shù)碼管將十進(jìn)制數(shù)碼分成七段,每一段都是一個(gè)發(fā)光二極管,七個(gè)發(fā)光二極管有共陰極和共陽極兩種接法。共陰極數(shù)碼管某一段接高電平時(shí)發(fā)光,共陽數(shù)碼管某一段接低電平時(shí)發(fā)光。)(2)七段顯示譯碼器
① 七段顯示譯碼器:七段顯示譯碼器的功能是將8421BCD代碼譯成對(duì)應(yīng)的數(shù)碼管的七個(gè)字段信號(hào),驅(qū)動(dòng)數(shù)碼管,顯示出相應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)碼。
(七段顯示譯碼驅(qū)動(dòng)芯片種類較多,驅(qū)動(dòng)共陽數(shù)碼管的譯碼芯片有74LS47、74LS247等;驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管的譯碼芯片有74LS48、74LS248。我們通過74LS48來理解)
② 驅(qū)動(dòng)共陰數(shù)碼管的譯碼芯片74LS48(表給出了74LS48的功能表(真值表))
1)當(dāng)BI?RBI?LT?1時(shí),74LS48正常譯碼0?9
; 2)當(dāng)BI?LT?1,RBI?0時(shí),74LS48譯碼為1?9 ③ 74LS48與數(shù)碼管的聯(lián)接
將74LS48芯片的BI、RBI、LT接電源,七個(gè)輸出接數(shù)碼管的對(duì)應(yīng)管腳,則構(gòu)成了七段顯示譯碼器。(如圖所示)
74LS48真值表
74LS48與數(shù)碼管的聯(lián)接圖
例如:當(dāng)輸入A3A2A1A0?0001時(shí),74LS48將產(chǎn)生讓共陰 數(shù)碼管顯示數(shù)字1的七段字型碼“0110000”,即輸出 引腳B、C為1,其余為0。
結(jié)論:七段顯示譯碼器每個(gè)輸入代碼對(duì)應(yīng)的輸出不是某 一根輸出線上的高、低電平,而是另一個(gè)七位的代碼。(右圖為七段顯示譯碼器狀態(tài)表,給出了顯示的代碼。)10.2.3 運(yùn)算電路 數(shù)字運(yùn)算電路:實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算的電路統(tǒng)稱為數(shù)字運(yùn)算電路。
算術(shù)運(yùn)算電路一般執(zhí)行加、減、乘、除四則運(yùn)算;邏輯運(yùn)算電路實(shí)現(xiàn)邏輯和、邏輯乘、邏輯非等邏輯運(yùn)算。
1、加法器
(1)半加器和全加器
① 一位半加器:不考慮來自低位的進(jìn)位的兩個(gè)一位的二進(jìn)制數(shù)的加法 運(yùn)算,稱為一位半加運(yùn)算。實(shí)現(xiàn)一位半加運(yùn)算的電路為一位半加器。(半加器的電路圖如圖所示,圖10-23(a)給出了一位半加器的邏輯符號(hào))1)輸入和輸出
輸入端Ai、Bi:Ai、Bi為兩個(gè)一位的二進(jìn)制加數(shù)和被加數(shù)。
輸出端Si、Ci:Si為相加后的和數(shù)(即本位和);Ci為向高一位的進(jìn)位數(shù)(即進(jìn)位位)。2)真值表
(書上沒有)
3)由真值表寫出輸出表達(dá)式??Si?AiBi?AiBi?Ai?Bi?
??Ci?AiBi ② 一位全加器:考慮來自低位進(jìn)位數(shù)的兩個(gè)一位二進(jìn)制數(shù)的加法運(yùn)算,稱為全加運(yùn)算。實(shí)現(xiàn)全加運(yùn)算的電路稱為全加器。(圖10-23(b)給出了一位全加器的邏輯符號(hào))1)輸入和輸出
輸入端Ai、Bi、CIi?1:Ai、Bi為兩個(gè)一位的二進(jìn)制加數(shù)和被加數(shù);
CIi?1為來自低位的進(jìn)位數(shù)。
輸出端Si、Ci:Si為相加后的和數(shù)(即本位全加和);Ci為向 高一位的進(jìn)位數(shù),(即進(jìn)位位)。2)真值表
(書上沒有)3)由真值表寫出輸出表達(dá)式
① S?ABCI?ABCI?ABCI?ABCI?(AB?AB)CI?(AB?AB)CI
設(shè)S??AB?AB?A?B為半加器的本位和,則有:S?(AB?AB)CI?(AB?AB)CI?S?CI?S?CI?S??CI(S??AB?AB?AB?AB?(A?B)(A?B)?(A?B)(A?B)?AA?AB?AB?BB?AB?AB)② CO?ABCI?ABCI?ABCI?ABCI?(AB?AB)CI?AB(CI?CI)?(A?B)CI?AB?S?CI?AB 我們也可以從另一個(gè)角度理解全加器:一位全加器由兩個(gè)一位半加器加一個(gè) 或門構(gòu)成,其聯(lián)接方法如圖所示。
即用半加器1將Ai、Bi兩個(gè)數(shù)相加,其和再與CIi?1用半加器2相加所得的和 為最終的和S;半加器1的進(jìn)位與半加器2的進(jìn)位之和構(gòu)成向高一位的進(jìn)位CO。(2)集成加法器
一位全加器的加法過程為(忽略或門運(yùn)算時(shí)間): 半加器1相加完成后再由半加器1的結(jié)果及低位進(jìn)位由半加器2相加并最終完成全加。
可按照這種方法用全加器構(gòu)成多位加法器。這種加法器高位的運(yùn)算需要等待低位運(yùn)算所產(chǎn)生的進(jìn)位才可求得,我們稱它為串行進(jìn)位加法器
串行進(jìn)位加法器電路結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單。但這種電路的最大缺點(diǎn)是運(yùn)算速度慢,僅在對(duì)運(yùn)算速度要求不高的設(shè)備中采用。為提高運(yùn)算速度,人們又設(shè)計(jì)了超前進(jìn)位的加法器。
超前進(jìn)位加法器:在做加法運(yùn)算時(shí),各位數(shù)的進(jìn)位信號(hào)由輸入的二進(jìn)制數(shù)直接產(chǎn)生的加法器 10.2.4 數(shù)據(jù)選擇器
(1)數(shù)據(jù)選擇器:在多路數(shù)據(jù)傳送過程中,往往需要將多路數(shù)據(jù)中任意一路信號(hào)挑選出來,能實(shí)現(xiàn)這種邏輯功能的電路稱為數(shù)據(jù)選擇器(或者稱為多路選擇器、多路開關(guān))。(2)四選一數(shù)據(jù)選擇器
數(shù)據(jù)選擇器可實(shí)現(xiàn)將數(shù)據(jù)源傳來的數(shù)據(jù)分配到不同通道上,因此它類似于一個(gè)單刀多擲開關(guān),如圖所示。圖中,D0、D1、D2、D3為4路輸入信號(hào),A1、A0為選擇 控制信號(hào),Y為輸出信號(hào),可以是4路輸入數(shù)據(jù)中的任意一路,究竟是哪一路完全由地址選擇控制信號(hào)A1、A0決定。① 邏輯功能:四選一
1)A1A0?00時(shí),D0被選通,Y?D0 ;2)A1A0?01時(shí),D1被選通,Y?D1; 3)A1A0?10時(shí),D2被選通,Y?D2 ;4)A1A0?11時(shí),D3被選通,Y?D3。按照上述功能設(shè)計(jì)的邏輯電路可完成四選一的邏輯功能。② 輸出表達(dá)式:Y?D0A1A0?D1A1A0?D2A1A0?D3A1A0??Dm
(需要記住)
iii?03(3)74LS151八選一數(shù)據(jù)選擇器
(圖給出了74LS151的引腳圖)① 輸入和輸出 輸入:八個(gè)數(shù)據(jù)輸入端:D0?D7;三個(gè)地址輸入端:A0?A2 輸出:兩個(gè)互補(bǔ)的輸出端Y和Y ② 選通控制信端S:
1)S?1時(shí),選擇器被禁止,即不工作(Y?0);(此時(shí),輸入的數(shù)據(jù)和地址信號(hào)軍不起作用)2)S?0時(shí),選擇器工作,輸出表達(dá)式為:Y?D0A2A1A0?D1A2A1A0?D2A2A1A0???D7A2A1A0?③ 74LS151的真值表
(如表所示)
(4)用具有n個(gè)地址端的數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)m(m?n)變量的邏輯函數(shù) 當(dāng)S?0時(shí),8選1數(shù)據(jù)選擇器的輸出表達(dá)式:
?Dm
iii?07Y?D0A2A1A0?D1A2A1A0?D2A2A1A0???D7A2A1A0??Dimi
i?07A、B、C,輸出表達(dá) 如果我們用地址端A2、A1、A0分別代表3個(gè)變量式用卡諾圖的形式表示如圖所示,適當(dāng)?shù)剡x擇D0?D7,就可以用8選1數(shù)據(jù)選擇器設(shè)計(jì)任意的3變量組合電路。小結(jié):
(1)組合邏輯電路的特點(diǎn)是,任意時(shí)刻電路的輸出狀態(tài)只取決于該時(shí)刻的輸入狀態(tài),而與該時(shí)刻前的電路狀態(tài)無關(guān)。
(2)對(duì)組合邏輯電路進(jìn)行分析時(shí),可以逐級(jí)地寫出邏輯表達(dá)式,然后進(jìn)行化簡(jiǎn),力求得到一個(gè)最簡(jiǎn)的邏輯表達(dá)式。組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過程與分析過程相反。在設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的組合邏輯電路時(shí),關(guān)鍵是根據(jù)設(shè)計(jì)要求列出真值表。(3)組合邏輯電路形式多樣,包括編碼器、譯碼器、數(shù)據(jù)選擇器、數(shù)值比較器、加法器等。
第三篇:《邏輯電路》教案
《邏輯電路》教案
選修3-1 第二章
簡(jiǎn)單的邏輯電路教案
一、教材分析
課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是“通過實(shí)驗(yàn),觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動(dòng)控制中的應(yīng)用。”從中可以看出:第一、這里的要求很低;第二、學(xué)習(xí)邏輯電路必須做實(shí)驗(yàn)。
二、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
知道三種門電路的邏輯關(guān)系、符號(hào)及真值表;
會(huì)用真值表表示一些簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系;
會(huì)分析、設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的邏輯電路。
2.過程與方法
通過實(shí)例與實(shí)驗(yàn),理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系;
通過簡(jiǎn)單的邏輯電路設(shè)計(jì),體會(huì)邏輯電路在生活中的意義。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變,關(guān)注我國集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況;
體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)踐的緊密聯(lián)系;
學(xué)生在自主探究、交流合作中獲得知識(shí),體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂。
三、教學(xué)重點(diǎn) 難點(diǎn)
重點(diǎn):三種門電路的真值表及符號(hào)。
難點(diǎn):數(shù)字電路的意義。
四、學(xué)情分析
學(xué)生剛學(xué)完穩(wěn)恒電流及復(fù)雜電路分析,對(duì)電勢(shì)等概念比較清晰,但分析復(fù)雜電路的水平有限,加上教材中本節(jié)屬于對(duì)穩(wěn)恒電流的補(bǔ)充,對(duì)后面的傳感器知識(shí)起引領(lǐng)。故準(zhǔn)備重點(diǎn)講解“與”門、“或”門以及“非”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。
五、教學(xué)方法
實(shí)驗(yàn)法、討論法
六、課前準(zhǔn)備
門電路演示板、多媒體課件
七、課時(shí)安排 1課時(shí)
八、教學(xué)過程
預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑
情景引入、展示目標(biāo)
講解:樓道自動(dòng)控制燈。
①白天,燈不亮。
②沒有聲音,燈不亮。
③通電,夜晚,拍手,燈亮。
師:像這樣,現(xiàn)在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系,實(shí)現(xiàn)這些邏輯功能離不開數(shù)字信號(hào)。
請(qǐng)同學(xué)們舉例。
生:遙控器、機(jī)器人等。
師介紹:
①模擬信號(hào):連續(xù)變化的電壓信號(hào)。②數(shù)字信號(hào):只有兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài),高電平“1”,低電平“0”。
數(shù)字信號(hào)的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”,而處理數(shù)字信號(hào)的電路——數(shù)字電路,就有了辨別“是”、“非”的邏輯功能。
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)數(shù)字電路中最基本的邏輯電路——門電路。
合作探究、精講點(diǎn)播
1.“與”門
師:門是一種條件開關(guān),只有當(dāng)輸入信號(hào)滿足一定條件時(shí),門才能被打開,才有輸出信號(hào)。
:
某財(cái)務(wù)室的門上有兩把鎖,如何才能打開大門?在這個(gè)事件中體現(xiàn)怎么樣的邏輯關(guān)系呢?
投影:
引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用,體會(huì)“與”邏輯關(guān)系。
(當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí),結(jié)果才會(huì)成立)
思考與討論,讓學(xué)生體會(huì)生活中的“與”邏輯關(guān)系。
師:具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路,簡(jiǎn)稱“與”門。
引導(dǎo)學(xué)生把圖2.10-2結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。
引導(dǎo)學(xué)生:把開關(guān)接通定義為“1”,斷開定義為“0”;燈亮定義為“1”,燈熄定義為“0”,用數(shù)字語言描述上表:
師:這是“與”門的真值表,圖2.10-2中A、B是有邏輯關(guān)系的機(jī)械開關(guān),實(shí)用的門電路則是半導(dǎo)體材料制成的。
“與”門的符號(hào) 演示“與”門電路。
2.“或”門
:
新學(xué)期開學(xué)了,蕪湖十二中416寢室的6名同學(xué)都到宿管辦報(bào)到,宿管辦的老師分別發(fā)給他們每人一把鑰匙,方便他們單獨(dú)出入,大家談?wù)勗谶@個(gè)事件中體現(xiàn)怎么樣的邏輯關(guān)系呢?
投影:
引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用,體會(huì)“或”邏輯關(guān)系(在幾個(gè)控制條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,結(jié)果就會(huì)發(fā)生)
思考與討論,讓學(xué)生體會(huì)生活中的“或”邏輯關(guān)系。
師:具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為“或”門電路,簡(jiǎn)稱“或”門。
引導(dǎo)學(xué)生把圖2.10-6結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。
引導(dǎo)學(xué)生:把開關(guān)接通定義為“1”,斷開定義為“0”;燈亮定義為“1”,燈熄定義為“0”,用數(shù)字語言描述上表:
師:這是“或”門的真值表。
“或”門的符號(hào)。演示“或”門電路。
3.“非”門
投影:分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用 非門真值表: 非門符號(hào):
實(shí)例探究
師:介紹集成電路的優(yōu)點(diǎn)。讓學(xué)生了解幾個(gè)“或”門的集成電路和幾個(gè)“非”門的集成電路的外引線圖。
例
1、如圖,一個(gè)火警報(bào)警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個(gè)熱敏電阻,低溫時(shí)電阻值很大,高溫時(shí)電阻值很小,R是一個(gè)阻值較小的分壓電阻。
要做到低溫時(shí)電鈴不響,火警時(shí)產(chǎn)生高溫,電鈴響起。在圖中虛線處應(yīng)接入怎樣的元件?
為什么溫度高時(shí)電鈴會(huì)被接通?
為了提高該電路的靈敏度,即報(bào)警穩(wěn)定調(diào)的稍底些,R的值應(yīng)大一些還是小一些?
例
2、由某門電路構(gòu)成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖,其中r為光敏電阻,光照時(shí)電阻很小,R為變阻器,L為小燈泡。其工作情況是:當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí),小燈L不亮,不受光照時(shí),小燈L亮。
①請(qǐng)?jiān)陔娐分刑摼€框內(nèi)畫出該門電路符號(hào); ②該門電路是。
教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)例題的分析和求解,通過實(shí)例分析加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。
反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測(cè) 作業(yè)
1、思考并回答P81“問題與練習(xí)”中的題目。
2、課下閱讀課本80頁“科學(xué)漫步”中的文章《集成電路》。
發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè)
1.閱讀科學(xué)漫步──集成電路。
2.處理課后問題與練習(xí)。
九、板書設(shè)計(jì)
含義
“門”電路 真值表
符號(hào) 科學(xué)探究1
含義
簡(jiǎn)單的邏輯電路 “或”電路 真值表 科學(xué)探究2 實(shí)際應(yīng)用
符號(hào)
含義 科學(xué)探究3
“非”電路 真值表
符號(hào)
十、教學(xué)反思
這里的內(nèi)容也是為選修3-2中傳感器的教學(xué)做準(zhǔn)備的。3-2里關(guān)于傳感器的學(xué)生實(shí)驗(yàn),多數(shù)都要借助邏輯電路才能完成。實(shí)際上,也只有做過3-2中關(guān)于傳感器的實(shí)驗(yàn)后才能學(xué)好邏輯電路的知識(shí)。
第十節(jié) 簡(jiǎn)單的邏輯電路學(xué)案
課前預(yù)習(xí)學(xué)案
一、預(yù)習(xí)目標(biāo)
1、知道數(shù)字電路和模擬電路的概念,了解數(shù)字電路的優(yōu)點(diǎn)。
2、知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。
3、初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實(shí)際問題中的應(yīng)用
二、預(yù)習(xí)內(nèi)容
1.數(shù)字電路:處理 的電路叫做數(shù)字電路。
2.門電路:就是一種開關(guān),在一定條件下它允許 ;如果條件不滿足,信號(hào)就被阻擋在“門”外。
3.如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后,該事件才能發(fā)生,我們把這種關(guān)系叫做。具有 的電路稱為“與”門電路。
4.如果幾個(gè)條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,某件事就會(huì)發(fā)生,這種關(guān)系叫做,具有 的電路叫做“或”門電路。
5.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈現(xiàn) 的邏輯關(guān)系,叫做“非”邏輯,具有 的電路叫做“非”門電路。
三、提出疑惑
課內(nèi)探究學(xué)案
一、學(xué)習(xí)目標(biāo)
1、感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變;
2、體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)踐的緊密聯(lián)系;
3、突出自主探究、交流合作為主體的學(xué)習(xí)方式
二、學(xué)習(xí)過程
1.按照輸入和輸出關(guān)系的不同,可以將基本的邏輯門電路分為“與”門、“或”門、“非”門等。
“與”門
理解:當(dāng)幾個(gè)條件同時(shí)具備才能出現(xiàn)某一結(jié)果,這些條件與結(jié)果之間的關(guān)系稱為“與”邏輯,具有這種邏輯的電路稱為“與”門。
符號(hào):如圖
特點(diǎn): ①當(dāng)A、B輸入都為“0”時(shí),Y輸出為“0”;
②當(dāng)A輸入為“0”B輸出為“1”或A輸入為“1”B輸出為“0”時(shí),Y輸出為“0”;
③當(dāng)A、B輸入都為“1”時(shí),Y輸出為“1”。
“或”門
理解:當(dāng)幾個(gè)條件中只要有一個(gè)或一個(gè)以上具備就能出現(xiàn)某一結(jié)果,則這些條件與結(jié)果之間的關(guān)系稱為“或”邏輯,具有這種邏輯的電路稱為“或”門。
符號(hào):如圖
特點(diǎn): ①當(dāng)A、B輸入都為“0”時(shí),Y輸出為“0”;
②當(dāng)一個(gè)輸入“0”另一個(gè)輸入為“1”時(shí),Y輸出為“1”;
③當(dāng)A、B輸入都為“1”時(shí),Y輸出為“1”。
“非”門
理解:當(dāng)一種結(jié)果出現(xiàn)時(shí),另一種結(jié)果一定不出現(xiàn)。即輸出Y是輸入A的否定,這就是“非”邏輯,具有這種邏輯的電路稱為“非”門。
符號(hào):如圖
特點(diǎn): ①當(dāng)A輸入為“1”時(shí),Y輸出為“0”;
②當(dāng)A輸入為“0”時(shí),Y輸出為“1”.2.真值表
真值表是包含各種可能性在內(nèi)的邏輯關(guān)系表,它包括兩部分,一部分是所有輸入邏輯變量的各種可能組合;另一部分是相應(yīng)的輸出。右圖是一種具有“與”邏輯功能的門電路。把開關(guān)接通記為1,開關(guān)斷開記為0,燈亮記為1,燈滅記為0,它的真值表為
輸入 輸出
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 0
0 1 0 0
0 1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1
例題:如圖所示,試判斷這是一個(gè)什么邏輯門電路。A、B、C閉合時(shí)記“1”,斷開時(shí)記“0”,Y燈亮?xí)r記“1”,不兩記“0”。試完成下面真值表。
輸入 輸出
A B C Y
0 0 0
0 0 1
0 1 0
0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1
解析:由圖可知,開關(guān)A、B、C只要有一個(gè)閉合時(shí),燈泡就亮,所以這個(gè)電路滿足“或”門電路邏輯。即當(dāng)幾個(gè)條件中只要有一個(gè)或一個(gè)以上具備就能出現(xiàn)某一結(jié)果,所以這是一個(gè)“或”門電路。真值表如下:
輸入 輸出
A B C Y
0 0 0 0
0 0 1 1
0 1 0 1
0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1
三、反思總結(jié)
四、當(dāng)堂檢測(cè)
1.走廊里有一盞燈,在走廊兩端各有一個(gè)開關(guān),我們希望不論那一個(gè)開關(guān)接通都能使燈點(diǎn)亮,那么設(shè)計(jì)的電路為
A.“與”門電路
B.“非”門電路
C.“或”門電路
D.上述答案都有可能
2.如圖所示電路為
A.“與”門電路
B.“非”門電路
C.“或”門電路
D.無法判定
3.下面是邏輯電路及其真值表,此邏輯電路為,在真值表中X除的邏輯值為。
課后練習(xí)與提高
1.如圖所示電路為
A.“與”門電路 B.“非”門電路
C.“或”門電路 D.無法判定
2.有一個(gè)邏輯門電路的真值表如下表,試判斷這是一個(gè) 門電路,并在右圖中畫出電路符號(hào)。
3.下面是邏輯電路及其真值表,此邏輯電路為,在真值表中X除的邏輯值為。
4.下圖左端表示輸入端A、B的電勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系。如果它們是“或”門的輸入端,請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鲚敵龆说碾妱?shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系。
探究:
下圖是一個(gè)簡(jiǎn)單的車門報(bào)警電路圖,圖中的開關(guān)S1、S2分別裝在汽車的兩扇門上,只要有車門打開,發(fā)光二極管就發(fā)光報(bào)警,請(qǐng)根據(jù)報(bào)警裝置的要求,指出虛線方框是何種門電路。
第十節(jié) 簡(jiǎn)單的邏輯電路參考答案
課內(nèi)探究學(xué)案
1.數(shù)字信號(hào) 2.信號(hào)通過 3.“與”邏輯關(guān)系 “與”邏輯關(guān)系4.“或”邏輯關(guān)系“或”邏輯關(guān)系5.相反 “非”邏輯關(guān)系
當(dāng)堂檢測(cè)
1、C
2、B
3、或 1
課后練習(xí)與提高
1、C
2、非
3、或,1
4、解答:
第四篇:邏輯電路教案
高中物理選修3-1 《簡(jiǎn)單的邏輯電路》教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)知道三種門電路的邏輯關(guān)系、符號(hào)及真值表;
(2)會(huì)用真值表表示一些簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系;
(3)會(huì)分析、設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的邏輯電路。
2.過程與方法
(1)通過實(shí)例與實(shí)驗(yàn),理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系;
(2)通過簡(jiǎn)單的邏輯電路設(shè)計(jì),體會(huì)邏輯電路在生活中的意義。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變,關(guān)注我國集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況;
(2)體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)踐的緊密聯(lián)系;
(3)學(xué)生在自主探究、交流合作中獲得知識(shí),體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂。
二、教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn):三種門電路的真值表及符號(hào)。
難點(diǎn):數(shù)字電路的意義。
三、教學(xué)工具:聲控?zé)簟⑷N門電路演示板
四、教學(xué)過程
(一)導(dǎo)入新課
演示:聲控?zé)簟?/p>
①接通電源,燈不亮。
②接通電源,拍手,燈不亮。
③接通電源,遮光,燈不亮。
④接通電源,遮光,拍手,燈亮。
師:像這樣,現(xiàn)在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系,請(qǐng)同學(xué)們舉例。
生:自動(dòng)擦鞋機(jī)、干手機(jī)。
實(shí)現(xiàn)這些邏輯功能離不開?數(shù)字信號(hào)。
師介紹:
①數(shù)字信號(hào):只有兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài),高電平“1”,低電平“0”。
②模擬信號(hào):連續(xù)變化的電壓信號(hào)。
高二物理組 施磊
教學(xué)札記
高中物理選修3-1
數(shù)字信號(hào)的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”,而處理數(shù)字信號(hào)的電路——數(shù)字電路,就有了辨別“是”、“非”的邏輯功能。
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)數(shù)字電路中最基本的邏輯電路——??門電路。
(二)進(jìn)行新課
1.“與”門
師:門是一種條件開關(guān),只有當(dāng)輸入信號(hào)滿足一定條件時(shí),門才能被打開,才有輸出信號(hào)。
(1)投影:
引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用,體會(huì)“與”邏輯關(guān)系。
(當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí),結(jié)果才會(huì)成立)
(2)思考與討論,讓學(xué)生體會(huì)生活中的“與”邏輯關(guān)系。師:具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路,簡(jiǎn)稱“與”門。
(3)引導(dǎo)學(xué)生把圖2.10-2結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。
引導(dǎo)學(xué)生:把開關(guān)接通定義為“1”,斷開定義為“0”;燈亮定義為“1”,燈熄定義為“0”,用數(shù)字語言描述上表:
高二物理組 施磊
高中物理選修3-1
師:這是“與”門的真值表,圖2.10-2中A、B是有邏輯關(guān)系的機(jī)械開關(guān),實(shí)用的門電路則是半導(dǎo)體材料制成的。
(4)“與”門的符號(hào)
(5)演示“與”門電路。
(6)聲控?zé)舻脑儆懻摗?/p>
2.“或”門
(1)投影:
引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用,體會(huì)“或”邏輯關(guān)系(在幾個(gè)控制條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,結(jié)果就會(huì)發(fā)生)
(2)思考與討論,讓學(xué)生體會(huì)生活中的“或”邏輯關(guān)系。
師:具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為“或”門電路,簡(jiǎn)稱“或”門。
(3)引導(dǎo)學(xué)生把圖2.10-6結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。
高二物理組 施磊
高中物理選修3-1
引導(dǎo)學(xué)生:把開關(guān)接通定義為“1”,斷開定義為“0”;燈亮定義為“1”,燈熄定義為“0”,用數(shù)字語言描述上表:
師:這是“或”門的真值表。
(4)“或”門的符號(hào)。
(5)演示“或”門電路。
3.“非”門
(1)學(xué)生沿用“與”門、“或”門的研究方法,理解“非”邏輯關(guān)系,寫出“非”門的真值表,記住“非”門符號(hào)。
(2)師演示“非”門電路。
(3)自動(dòng)擦鞋機(jī)的再討論。
2.師:介紹集成電路的優(yōu)點(diǎn)。讓學(xué)生了解幾個(gè)“或”門的集成電路和幾個(gè)“非”門的集成電路的外引線圖。
高二物理組 施磊
高中物理選修3-1
3.實(shí)例探究
教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)例題的分析和求解,通過實(shí)例分析加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。
4.作業(yè):閱讀科學(xué)漫步──集成電路。教學(xué)反思
高二物理組 施磊
第五篇:邏輯電路教案2
一、教學(xué)目標(biāo)
1.知識(shí)與技能
(1)知道三種門電路的邏輯關(guān)系、符號(hào)及真值表;
(2)會(huì)用真值表表示一些簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系;
(3)會(huì)分析、設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的邏輯電路。
2.過程與方法
(1)通過實(shí)例與實(shí)驗(yàn),理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關(guān)
系;
(2)通過簡(jiǎn)單的邏輯電路設(shè)計(jì),體會(huì)邏輯電路在生活中的意義。
3.情感態(tài)度與價(jià)值觀
(1)感受數(shù)字技術(shù)對(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變,關(guān)注我國集成電路以及元器件研究的發(fā)展
情況;
(2)體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)踐的緊密聯(lián)系;
(3)學(xué)生在自主探究、交流合作中獲得知識(shí),體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂。
二、教學(xué)重、難點(diǎn)
重點(diǎn):三種門電路的真值表及符號(hào)。
難點(diǎn):數(shù)字電路的意義。
三、教學(xué)工具:聲控?zé)簟⑷N門電路演示板
四、教學(xué)過程
【課時(shí)1】
(一)導(dǎo)入新課
演示:聲控?zé)簟?/p>
①接通電源,燈不亮。
②接通電源,拍手,燈不亮。
③接通電源,遮光,燈不亮。
④接通電源,遮光,拍手,燈亮。
師:像這樣,現(xiàn)在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系,請(qǐng)同學(xué)們舉例。
生:自動(dòng)擦鞋機(jī)、干手機(jī)。
實(shí)現(xiàn)這些邏輯功能離不開?數(shù)字信號(hào)。
師介紹:
①數(shù)字信號(hào):只有兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài),高電平“1”,低電平“0”。
②模擬信號(hào):連續(xù)變化的電壓信號(hào)。
數(shù)字信號(hào)的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”,而處理數(shù)字信號(hào)的電路——數(shù)字電路,就有了辨別“是”、“非”的邏輯功能。
這節(jié)課我們學(xué)習(xí)數(shù)字電路中最基本的邏輯電路——??門電路。
(二)進(jìn)行新課
1.“與”門
師:門是一種條件開關(guān),只有當(dāng)輸入信號(hào)滿足一定條件時(shí),門才能被打開,才有輸出信
號(hào)。
(1)投影:
引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用,體會(huì)“與”邏輯關(guān)系。
(當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí),結(jié)果才會(huì)成立)
(2)思考與討論,讓學(xué)生體會(huì)生活中的“與”邏輯關(guān)系。
師:具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路,簡(jiǎn)稱“與”門。
(3)引導(dǎo)學(xué)生把圖2.10-2結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。
引導(dǎo)學(xué)生:把開關(guān)接通定義為“1”,斷開定義為“0”;燈亮定義為“1”,燈熄定義
為“0”,用數(shù)字語言描述上表:
師:這是“與”門的真值表,圖2.10-2中A、B是有邏輯關(guān)系的機(jī)械開關(guān),實(shí)用的門
電路則是半導(dǎo)體材料制成的。
(4)“與”門的符號(hào)
(5)演示“與”門電路。
(6)聲控?zé)舻脑儆懻摗?/p>
2.“或”門
(1)投影:
引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用,體會(huì)“或”邏輯關(guān)系(在幾個(gè)控制條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,結(jié)果就會(huì)發(fā)生)
(2)思考與討論,讓學(xué)生體會(huì)生活中的“或”邏輯關(guān)系。
師:具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為“或”門電路,簡(jiǎn)稱“或”門。
(3)引導(dǎo)學(xué)生把圖2.10-6結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。
引導(dǎo)學(xué)生:把開關(guān)接通定義為“1”,斷開定義為“0”;燈亮定義為“1”,燈熄定義
為“0”,用數(shù)字語言描述上表:
師:這是“或”門的真值表。
(4)“或”門的符號(hào)。
(5)演示“或”門電路。
【課時(shí)2】
(一)復(fù)習(xí)導(dǎo)入
1.“與”邏輯關(guān)系,“與”門符號(hào)及真值表。
2.“或”邏輯關(guān)系,“或”門符號(hào)及真值表。
(二)進(jìn)行新課
1.“非”門
(1)學(xué)生沿用“與”門、“或”門的研究方法,理解“非”邏輯關(guān)系,寫出“非”門的真值表,記住“非”門符號(hào)。
(2)師演示“非”門電路。
(3)自動(dòng)擦鞋機(jī)的再討論。
2.師:介紹集成電路的優(yōu)點(diǎn)。讓學(xué)生了解幾個(gè)“或”門的集成電路和幾個(gè)“非”門的集成電路的外引線圖。
3.實(shí)例探究
教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)例題的分析和求解,通過實(shí)例分析加深對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解。
4.作業(yè):閱讀科學(xué)漫步──集成電路。
處理課后問題與練習(xí)。