苏教版（2019） 选择性必修1 课时9　复杂电路分析与设计(选学) 学案.doc

课时9复杂电路分析与设计(选学)

任务一探究复杂电路分析的方法

电路分析的一般步骤如下：

1.将复杂电路拆分成若干个模块电路。

2.对每个模块电路进行分析。

3.将各模块电路联系起来综合分析。

任务二探究复杂电路设计的方法

电路设计中逻辑电路设计最常见，逻辑电路设计的方法如下：

1.真值表法

(1)列真值表；

(2)写逻辑表达式；

(3)画逻辑电路图。

2.逻辑表达式法

(1)根据逻辑关系直接写逻辑表达式；

(2)画逻辑电路图。

重难点分析、设计开环电子控制系统电路

例1(2020·1月浙江选考)小明去大田港旁边的东方湖游玩，看到当大田港水位明显高于东方湖水位时，管理人员就将进水闸门打开，让大田港的清水注入东方湖；当东方湖的水位上涨到与大田港水位相同或大田港的水变浑时，就关闭闸门。回来后小明设计了如图所示的进水闸门控制实验电路，用发光二极管V1和光敏电阻Rg来检测水的清澈程度，用水位差检测传感器的触点d1与d2、d3的接触状态，反映大田港水位与东方湖水位的变化状态。普通二极管和三极管均为硅管。IC为电压比较器，V＋V－时输出高电平，V＋V－时输出低电平。请完成以下任务。

(1)当水的清澈度下降时，V2集电极电位________(在A.下降；B.上升；C.不变中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；

(2)当水清澈时，水位差检测传感器触点d1与d2接触，V6发光；触点d1与d3接触，V7发光；触点d1与d2、d3均不接触，V6、V7保持原来的发光状态。当水变浑时，无论d1处于什么位置，都是V7发光。请你用不超过四个2输入或非门设计虚线框位置的电路，实现上述功能；

(3)小明对设计好的电路进行调试，发现水变浑时V6没有熄灭，V7也不发光。以下调整措施中不起作用的是________(在A.减小R5；B.减小R4；C.减小R2中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；

(4)小明准备用两个继电器来控制电机的正转和反转，当V6发光时，电机正转(流过电机的电流由“＋”到“－”)，当V7发光时，电机反转(流过电机的电流由“－”到“＋”)，请在虚线框位置设计电机的控制电路，并标明J1、J2，要求三极管采用共发射极接法。提供的元件有：1个NPN型三极管和1个PNP型三极管、2个电阻、2个普通二极管、2个继电器(每个继电器只有2个常开触点)。

变式训练1如图a所示是小明设计的房间湿度控制系统电路。要求当室内有人时：若湿敏电阻检测到房间湿度太低时，系统启动电动喷雾器M1给房间增加湿度；若检测到房间湿度太高时，系统启动通风机M2来降低房间湿度；若检测到房间湿度不高也不低时，通风机M1、M2都不启动。若室内无人时，系统停止工作。他想利用微波雷达探测模块来采集室内有无人的信号，图中IC为微波雷达探测模块，当探测到有人时，IC输出高电平，否则输出低电平。请根据要求完成下列各题。

图a

(1)当房间内的湿度既不是很高也不是很低的时候，LED1和LED2亮灭情况(单选)________；

A.LED1和LED2都亮 B.LED1和LED2都灭

C.LED1亮、LED2灭 D.LED1灭、LED2亮

(2)请你用5个或非门设计虚线框位置的逻辑电路图，实现电路功能；

图b

(3)若增大R3的阻值，关于上下限湿度设定值调节的说法正确的是(单选)________；

A.上限湿度调高，下限湿度也调高

B.上限湿度调低，下限湿度也调低

C.上限湿度调高，下限湿度调低

D.上限湿度调低，下限湿度调高

(4)系统工作一段时间后，三极管Q2损坏，小明准备用PNP型三极管代替，请根据电路功能完成下列虚线框中电路连线，要求连接成共发射极接法。

图c

例2(2020·7月浙江选考)如图a所示是希罗自动门的控制原理示意图。小明应用通用技术教材中的知识，对该自动门的控制装置进行改造。用光敏电阻检测白天还是晚上，用热敏电阻检测祭坛是否点火，用电机驱动轴3正转或反转实现庙门的开启或关闭，用干簧管检测开门和关门的极限位置。如图b所示是小明设计的部分电路，其控制要求：仅在白天祭坛点火时开门，其它情况关门；V3是电路运行指示灯，只要通电就一直发光；V2发光代表开门过程(电机正转)，V1发光代表关门过程(电机反转)。比较器的功能：当V＋V－时输出高电平，当V＋V－时输出低电平。请完成以下任务：

(1)热敏电阻应该选用________(在A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；

(2)虚线框1处缺少一个逻辑门，请从教材中学过的逻辑门中选择一个符合控制要求的，将逻辑符号画在虚线框1中；

(3)门完全打开或完全关闭时，相应的干簧管闭合，V1、V2均不发光，只有V3发光。请完成虚线框2中的电路连线，以实现