第一篇：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(wú)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(yè)，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(wèn)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(lái)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(yè)，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(lái)，組成不同的代碼來(lái)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(lái)，其余輸入端均無(wú)信號(hào)到達(dá)。有信號(hào)用“1”表示，無(wú)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?？稍趯?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(shuō)，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(shuō)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(wú)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(lái)，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(shuō)，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(wú)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(lái)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(shuō)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(shuō)，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(wú)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(guò)程，即將每個(gè)二進(jìn)制代碼賦予的含義翻譯出來(lái)，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(shuō)，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(lái)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(wú)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?？赏ㄟ^(guò)74LS138來(lái)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(yè)，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(lái)，這就要用顯示譯碼器）

（用來(lái)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(lái)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?，因此，?shù)碼管具有共陰、共陽(yáng)兩種類型）② 共陽(yáng)數(shù)碼管和共陰數(shù)碼管

各個(gè)二極管的陽(yáng)極相互連接組成公共端，為共陽(yáng)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(yáng)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(yáng)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(yáng)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(guò)74LS48來(lái)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(lái)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(lái)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(lái)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(guò)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(guò)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(lái)，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(lái)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?。?/p>

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(wú)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(guò)程與分析過(guò)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。

第二篇：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)?！窘虒W(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?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】

區(qū)分?jǐn)?shù)字邏輯電路的類型?！窘虒W(xué)方法】

講授法 【參考教學(xué)課時(shí)】

1課時(shí) 【教學(xué)過(guò)程】

一、復(fù)習(xí)提問(wèn)

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(shuō)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(lái)的輸出狀態(tài)無(wú)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(lái)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(shuō)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(guò)程】

一、復(fù)習(xí)提問(wèn)

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(shuō)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(guò)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(guò)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(guò)程和一般方法?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】

組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法和步驟?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】

組合邏輯電路的設(shè)計(jì)方法?！窘虒W(xué)方法】

講練結(jié)合 【參考教學(xué)課時(shí)】

2課時(shí) 【教學(xué)過(guò)程】

一、復(fù)習(xí)提問(wèn)

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(lái)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(guò)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?！窘虒W(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)?！窘虒W(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)?！窘虒W(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(guò)程】

一、復(fù)習(xí)提問(wèn)

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(guò)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(guò)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?！窘虒W(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?！窘虒W(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(guò)程】

一、復(fù)習(xí)提問(wèn)

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(shuō)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(shuō)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?！緦?shí)訓(xùn)難點(diǎn)】

組合邏輯電路的設(shè)計(jì)過(guò)程?！緦?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(guò)程】

一、復(fù)習(xí)提問(wèn)

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(guò)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(guò)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?！睆闹锌梢钥闯觯旱谝?、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(guò)程與方法

通過(guò)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(guò)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(guó)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(lè)。

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(guò)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(yǔ)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(yǔ)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(guò)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(wèn)題與練習(xí)”中的題目。

2、課下閱讀課本80頁(yè)“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(wèn)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(guò)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(wèn)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(guò)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(wú)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(wú)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(guò) 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(guò)程與方法

（1）通過(guò)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(guò)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(guó)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(lè)。

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)?、三種門電路演示板

四、教學(xué)過(guò)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(yǔ)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(yǔ)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(guò)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(guò)程與方法

（1）通過(guò)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(guò)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(guó)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(lè)。

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⑷N門電路演示板

四、教學(xué)過(guò)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(yǔ)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(yǔ)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(guò)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(wèn)題與練習(xí)。