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第7课 开关量的与运算
过程与控制（六年级）
开关量的与运算
学习目标
02
能结合控制系统实例描述与运算的规则。
03
了解连续量如何转换为开关量，进一步提升计算思维能力。
01
了解与运算在日常生活中的应用。
开关量的与运算
问题情景
微波炉启动：既要关闭炉门，又设置时间，才能启动加热程序。
开关量的与运算
情景剧：失物认领
01
02
学习内容
03
分析人体感应光控灯中的控制逻辑
发现生活中更多的与运算
开关量的与运算
学习活动 1：情景剧：失物认领
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
通过情景剧“失物认领”了解与运算。
开关量的与运算
例如，呼叫电梯时要按上行/下行键，这时产生的是开关量；电梯接到“开”的指令，这个也是开关量。
小智捡到一本书，封面上写了姓名，于是他在校园公告栏中发布了失物招领信息，一位同学找到了小智要领回书。小智提问这位同学的姓名和书名。
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
例如，呼叫电梯时要按上行/下行键，这时产生的是开关量；电梯接到“开”的指令，这个也是开关量。
答对姓名和书名
以下哪种情况，小智可以把书给这位同学？
1. 这位同学只答对了姓名。
2. 这位同学只答对了书名。
3. 这位同学没有答对姓名和书名。
4. 这位同学答对了姓名和书名。
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
这位同学既要答对姓名，又要答对书名，才能拿回书。这是人们在生活中处理一些事情时要做的与运算，可用以下式子表示。
答对姓名
答对书名
拿回书
与
需要同时满足两个条件才能获得预期的结果，这种运算被称为与运算。
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
生活中与运算的案例
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
生活中与运算的案例
与
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
学习活动 2：发现生活中更多的与运算
小组讨论，每人至少分享2~3件自己经历过需要进行与运算的事件。
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
事件 与运算的描述
选举班长 既要获得半数以上投票，又需无违纪记录，才能当选。
参加夏令营 既需提交科学实验报告，又需体能测试达标，才能获得资格。
数独游戏 每行既要填1-9不重复，又要每宫格数字唯一，才能完成谜题。
事件与运算描述表
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
控制系统在工作时，两个开关量都为真（即同时满足两个条件）才能让系统输出预期的结果，这种控制逻辑属于“与”，要进行与运算。
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
学习活动 3：分析人体感应光控灯中的控制逻辑
同学们有没有用过人体感应光控灯，说说这种灯的使用方法？
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
人体感应光控灯的工作过程
有人体红外数据
与
光照强度低于阈值
灯亮
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
人体感应光控灯控制系统的实验设备
主控板*1
人体红外传感器*1
4pin连接线*3
RGB-LED灯*1
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
第一步：主控板连接光敏传感器、人体红外传感器、RGB-LED灯。
人体红外传感器
接P0、P1口
接P13、P14口
RGB-LED灯
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
第二步：编写程序
初始化 my_rgb引脚为P13的RGBLED灯，循环清空OLED后显示光照值；当光线值＜10且引脚P0人体感应触发时，my_rgb灯全亮，否则关闭。
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
开关量的与运算
第三步：主控板刷入程序
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
控制光敏传感器采集光照强度数据，观察数据的变化以及灯的状态。
人移动（改变与传感器的距离），观察人的位置变化与灯的状态。
人先移动到离灯很近的位置，再控制光敏传感器采集数据，直到灯亮，记录灯刚亮时光敏传感器采集的数据（阈值）：
开关量的与运算
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
人体红外数据、光照强度与灯的状态分析表
人体红外传感器是否采集到人体红外数据 光敏传感器采集的数据是否低于阈值 灯是否亮
是
是
是
否
否
否
否
是
否
是
否
否
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
人体红外数据、光照强度与灯的状态真值表
人体红外传感器是否采集到人体红外数据 光敏传感器采集的数据是否低于阈值 灯是否亮
是→真
是→真
是→真
否→假
否→假
否→假
否→假
是→真
否→假
是→真
否→假
否→假
失物认领
发现更多的与运算
分析控制逻辑
开关量的与运算
1.人体红外传感器和光敏传感器采集的数据，属于什么数据？
拓展与提升
开关量的与运算
拓展与提升
开关量
连续量
开关量的与运算
2. 输入的连续量数据在判断环节，是否存在一个阈值作为比较的标准？输入的连续量数据是否通过与阈值比较，生成了指令（开关量数据）？
拓展与提升
开关量的与运算
拓展与提升
光敏传感器
人体红外传感器
与运算
光照强度与阈值比较，生成指令。
被触发，生成指令。
人体感应光控灯与运算示意图
开关量的与运算
拓展与提升
连续量经由阈值判断生成开关量。
开关量的与运算
留意生活中的一类与运算并分析控制逻辑。
课后作业
开关量的与运算
学习总结
02
了解到了连续量是如何转换为开关量的。
03
认识到了阈值在控制系统中的作用。
01
认识了连续量和开关量。
谢 谢
THANK YOU
Thanks!
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