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课题 第8课 开关量的与运算
教学目标 1．通过对比不同的控制系统,了解控制系统中的逻辑运算 2．通过分析自动灌溉系统,理解开关量的与运算及其运算规则
教学重点 了解控制系统中的逻辑运算,理解开关量的与运算
教学难点 理解与运算的运算规则
环境与素材 1．网络教室 2．虚拟仿真实验平台、自动灌溉系统实验器材、教学课件
教学过程
一、讨论 自动灌溉系统要满足什么条件才能启动喷淋？ 二、建构 在控制系统中,通过多个因素之间的逻辑运算来实现自动控制,达到精准控制的目的。 1．控制系统中的逻辑运算 控制系统能根据多个因素的条件判断生成多个开关量,对多个开关量进行逻辑运算后,能实现对系统的灵活控制,满足复杂的控制需求。 自动灌溉系统需满足以下两个条件才能启动::既要土壤水分小于阈值,又要有适宜浇水的温度。智能路灯系统只要满足以下其中一个条件就可以自动亮灯::光线暗到一定程度,或者达到某一个时间。
任何复杂的逻辑关系都可以由“与”“或”“非”三种逻辑运算中的一种或多种组合来表示。 2．与运算 控制系统中,若需要多个条件同时成立,则执行相应操作,这种逻辑运算就是与运算。例如,自动灌溉系统要同时满足“土壤水分小于阈值”和“温度在适宜范围内”两个条件才能启动喷淋。 与运算相当于自然语言中的“既……,又……”。 自动灌溉系统通过水分传感器检测土壤水分,与设定的水分阈值比较,形成一个开关量；通过温度传感器检测温度情况,与设定的温度阈值比较,再形成一个开关量；利用与运算生成一个新的开关量,实现对系统的控制。 3．与运算的运算规则 与运算的运算规则是当多个条件同时满足时,结果为真,否则为假。 以自动灌溉系统为例。通过比较水分传感器检测的土壤水分与设定的水分阈值,形成开关量1；通过比较温度传感器检测的实际温度与设定的温度阈值,形成开关量2；利用与运算对开关量1和开关量2进行计算,生成一个新开关量3,根据开关量3的值实现对系统的控制。 可以用表格呈现以上运算的所有可能性:: 条件1 （土壤水分是否小于阈值）条件2 （温度是否在适宜范围内）运算结果 （是否启动）是否满足开关量1是否满足开关量2是否满足开关量3满足真满足真真启动满足真不满足假假不启动不满足假不满足假假不启动不满足假满足真假不启动
三、练习 为了让学校门口的道路更加安全,学校打算设计一个校门口升降柱的自动控制系统::非节假日期间,每天上午7:50~8:10,升降柱自动升起,否则不启动。请分别用自然语言和表格来表述升降柱自动控制系统的启动。 【参考答案】 自然语言::学校门口的升降柱只有同时满足在工作日期间,以及上午7:50~8:10两个条件才会升起。 条件1 （是否工作日）条件2 （上午7:50~8:10）运算结果 （升降柱是否升起）是否满足开关量1是否满足开关量2是否满足开关量3满足真满足真真升起满足真不满足假假不升起不满足假满足真假不升起不满足假不满足假假不升起
课后反思/评价标准 1．能通过自然语言正确表述升降柱的控制方式,能利用“既……又……”“同时满足……”等语言描述与运算。 2．能通过表格方式梳理各种不同的组合方式,能运用与运算选择满足条件的组合。 3．在表格梳理中能正确使用“真/假”表述对条件的满足情况。

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