(五)拓展联想，知识迁移
提出问题：在日常的生产、生活中，自动控制电路的功能往往不是单一的，如何根据不同的设计要求，实现较为复杂的自动控制呢？
“与”门，“或” 门和 “非”门在逻辑电路中是最小的结构单位，用这三个基本门可以组合成复杂门和更加复杂的逻辑电路。
1、组合逻辑电路：用基本门电路通过各种组合方式，可以达到不同的设计要求，从而构成
各种组合逻辑电路。
2、“与非”门：
1)构成：把一个与门的输出端接入一个非门的输入端，如图18。
2)实验：用逻辑电路实验器研究“与非”门输入与输出信号之间的关系，如图18。
3)“与非”门真值表：
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输入 |
一级输出 |
最终输出 |
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A |
B |
Z0 |
Z |
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0 |
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0 |
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0 |
0 |
1 |
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1 |
1 |
1 |
 0 |
4)“与非”门电路符号：如图19。
3、
“或非”门：
1)构成：把一个或门的输出端接入一个非门的输入端，如图20。
2)实验：用逻辑电路实验器研究“或非”门输入与输出信号之间的关系，如图21。
3)“或非”门真值表：
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输入 |
一级输出 |
最终输出 |
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A |
B |
Z0 |
Z |
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0 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
1 |
1 |
0 |
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1 |
0 |
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0 |
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1 |
1 |
1 |
0 |
4)“或非”门电路符号：如图22。
4、
“与或”门：
1)构成：把一个与门的输出端接入一个或门的输入端，如图23。
2)实验：用逻辑电路实验器研究“或非”门输入与输出信号之间的关系，如图24。
3)“与或”门真值表：
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输入 |
一级输出 |
最终输出 |
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A |
B |
C |
Z0 |
Z |
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0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
1 |
5、
“与或非”门：
1)构成：把一个与或非门的输出端接入一个非门的输入端，如图25。
2)实验：用逻辑电路实验器研究“与或非”门输入与输出信号之间的关系，如图26。
3)“与或非”门真值表：
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输入 |
一级输出 |
二级输出 |
最终输出 |
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A |
B |
C |
Z0 |
Z1 |
 Z |
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0 |
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0 |
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0 |
0 |
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0 |
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1 |
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0 |
1 |
1 |
0 |
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1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
6、 小结归纳：引入模块化思想。
基本门电路实际上是一种模块式电路，应用基本门组合成比较复杂的逻辑电路时，我们可以仅仅关心它们的输入和输出特性，而不必在意它们的内部结构，这种科学的思维方法就叫做模块化思想。
(三)小组活动，类比探究
类比建立“与”门的同样方法，建立“或”门和“非”门的概念。要求：描述逻辑关系，会用开关电路模拟逻辑关系，给出门电路的定义，电路符号，真值表，*逻辑表达式，研究输入与输出信号之间的逻辑关系。
(小组探究，交流评价)
以下仅供参考：
3、 “或”门
[实例分析]车门报警电路：当任意一个车门没有关好时，报警器发出警报。
1)“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。
[开关电路实验]模拟“或”逻辑关系，如图6
1) 列表记录开关通断与每种情况所对应的灯泡亮暗情况，见表4。
2) 开关电路的数字化；规定开关闭合为 “1”, 断开为 “0”； 灯泡 L 亮为 “1”, 灯 L 灭为“0”，见表5。
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图6：开关电路模拟“或”逻辑 |
表4：灯泡亮暗变化情况 |
表5：开关电路数字化 |
表6：真值表 |
2) “或”门的定义，电路符号，真值表，*逻辑表达式：
(1)“或”门：输入 A 与输入 B任一个或者两个都为高电势时, 输出 Z 才是高电势的逻辑电路。
(2)电路符号：如图7。
(3)真值表：见表6。
(4)*逻辑表达式：Z＝A+B
3) “或”门电路的输入与输出信号之间的关系
[实验]研究“或”门输入与输出信号之间的逻辑关系
(1)实验器材：逻辑电路实验器
(2)实验步骤：
(a)将两只开关模块分别插入或门模块的输入端，小灯模块插入或门模块的输出端，如图8所示。
(b)接通电源，当开关的逻辑状态为“1”时，或门模块上对应的绿色指示灯点亮；逻辑状态为“0”时，对应的指示灯熄灭。
(c)两只开关有4种逻辑组合(00，01，10，11)，观察每种逻辑组合对应的小灯泡的亮暗情况。
(3)实验结论：“或”门电路输入、输出信号的规律：全低出低，有高出高。
(4)思考与讨论：谈谈生活中哪些事例体现了“或” 逻辑关系。
4、“非”门
[实例分析]简易的火警报警电路：正常情况下电铃不响，当火警发生时电铃响起。
1)“非”逻辑关系：输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑。
[开关电路实验]模拟“非”逻辑关系，如图9
1) 列表记录开关通断与每种情况所对应的灯泡亮暗情况，见表7。
2) 开关电路的数字化；规定开关闭合为 “1”, 断开为 “0”； 灯泡 L 亮为 “1”, 灯 L 灭为“0，见表8。
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图9：开关电路模拟“非”逻辑 |
表7：灯泡亮暗变化情况 |
表8：开关电路数字化 |
表9：真值表 |
2)“非”门的定义，电路符号，真值表，*逻辑表达式：
(1) “非”门：输入 A 为高电势时输出 Z 为低电势 , 输入 A 为低电势输出 Z 为高电势的逻辑电路，又叫反相器。
(2)电路符号：如图10。
(3)真值表：见表9。
(4)*逻辑表达式：Z＝
3)“非”门电路的输入与输出信号之间的关系
[实验]研究“非”门输入与输出信号之间的逻辑关系
(1)实验器材：逻辑电路实验器
(2)实验步骤：
(a)将一只开关模块插入非门模块的输入端，小灯模块插入非门模块的输出端，如图11所示。
(b)接通电源，当开关的逻辑状态为“1”时，或门模块上对应的绿色指示灯点亮；逻辑状态为“0”时，对应的指示灯熄灭。
(c)一只开关有2种逻辑组合(0，1)，观察两种逻辑组合对应的小灯泡的亮暗情况。
(3)实验结论：“非”门电路输入、输出信号的规律：逢低出高，逢高出低。
(4)思考与讨论：谈谈生活中哪些事例体现了“非” 逻辑关系。
(二)示范引领、抛砖引玉
在解释这些现象之前，先让我们了解一下逻辑电路的基础知识。
1、 数字信号→数字电路→逻辑电路→门电路
1)模拟信号和数字信号
模拟信号：电压信号随时间连续变化的电信号，如图1。
数字信号：电压信号不连续变化的电信号，如图2。
2)模拟电路和数字电路
模拟电路：处理模拟信号的电路。
数字电路：处理数字信号的电路。
3)逻辑电路和门电路：
逻辑电路：数字电路的基本单元。
门电路：逻辑电路中最基本的电路。
下面，我们将学习数字电路中最基本的逻辑电路－门电路。
2、 “与”门
[实例分析]：简单防盗报警器：当放在保险箱前地板上的按钮开关被脚踩下而闭合同时安装在保险箱内的光敏电阻被手电筒照射时就会发出鸣叫声。
1)“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。
[开关电路实验]模拟“与”逻辑关系，如图3
(1)列表记录开关通断与每种情况所对应的灯泡亮暗情况，见表1。
(2)开关电路的数字化：规定开关闭合为 “1”, 断开为 “0”； 灯泡 L 亮为 “1”, 灯 L 灭为“0”， 见表2。
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图3：开关电路模拟“与”逻辑 |
表1：灯泡亮暗变化情况 |
表2：开关电路数字化 |
表3：真值表 |
2)“与”门的定义，电路符号，真值表，*逻辑表达式
(1) “与”门：输入 A 与输入 B 均是高电势时 , 输出 Z 才是高电势的逻辑电路。
(2)电路符号：如图4。
(3)真值表：见表3。
(4)*逻辑表达式：Z=A·B
3)“与”门的输入与输出信号之间的关系
[实验]研究“与”门输入与输出信号之间的逻辑关系
(1)实验器材：逻辑电路实验器
(2)实验步骤：
(a)将两只开关模块分别插入与门模块的输入端，小灯模块插入与门模块的输出端，如图5所示。
(b)接通电源，当开关的逻辑状态为“1”时，与门模块上对应的绿色指示灯点亮；逻辑状态为“0”时，对应的指示灯熄灭。
(c)两只开关有4种逻辑组合(00，01，10，11)，观察每种逻辑组合对应的小灯泡的亮暗情况。
(3)实验结论：“与”门电路输入、输出信号的规律：有低出低，全高出高。
4)思考与讨论：谈谈生活中哪些事例体现了“与” 逻辑关系。
教学流程图