第十章 数字逻辑基础
补充:逻辑函数的卡诺图化简法
1.图形图象法:用卡诺图化简逻辑函数,求最简与或表达式的方法。卡诺图是
按一定规则画出来的方框图。
优点:有比较明确的步骤可以遵循,结果是否最简,判断起来比较容易。 缺点:当变量超过六个以上,就没有什么实用价值了。 公式化简法优点:变量个数不受限制
缺点:结果是否最简有时不易判断。 2.最小项
(1)定义:是一个包括所有变量的乘积项,每个变量均以原变量或反变量的
形式出现一次。
注意:每项都有包括所有变量,每个乘积它中每个变量出现且仅出项1次。 如:Y=F(A,B) (2个变量共有4个最小项AB AB AB AB)
Y=F(A,B,C) (3个变量共有8个最小项ABC ABC ABC ABC ABC
ABC ABC ABC)
结论: n变量共有2n个最小项。 三变量最小项真值表
(2)最小项的性质
①任一最小项,只有一组对应变量取值使其值为1: ②任意两个最小项的乘种为零; ③全体最小项之和为1。
(3)最小项的编号:把与最小项对应的变量取值当成二进制数,与之相应的十
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进制数,就是该最小项的编号,用mi表示。
3.最小项表达式——标准与或式
任何逻辑函数都可以表示为最小项之和的形式——标准与或式。而且这种形式是惟一的,即一个逻辑函数只有一种最小项表达式。 例1.写出下列函数的标准与或式:Y=F(A,B,C)=AB+BC+CA 解:Y=AB(C+C)+BC(A+A)+CA(B+B)
=ABC?ABC?ABC?ABC?ABC?ABC =ABC?ABC?ABC?ABC =m7?m6?m5?m3
例2.写出下列函数的标准与或式:Y?AB?AD?BC
(A?B)(A?D)(B?C) 解:Y? ?(A?BD)(B?C) ?AB?AB?AC?BCD
?ABC?ABC?ABC?ABCD?ABCD
?ABCD?_ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD?ABCD ?m7?m6?m5?m4?m1?m0?m8 =?m(0,1,4,5,6,7,8) 列真值表写最小项表达式。
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4.卡诺图
(1).卡诺图及其画法:把最小项按照一定规则排列而构成的方格图。 (2).构成卡诺图的原则:
①N变量的卡诺图有2n个小方块(最小项) ②最小项排列规则:几何相邻的必须逻辑相邻
逻辑相邻:只有一个变量取值不同其余变量均相同。逻辑相邻的最小项可以合并。
几何相邻:一是相邻——紧挨的
二是相对——任一行或一列的两头 三是相重——对折起来后位置相重
两个相邻最小项可以相加合并为一项,同时消去互反变量,合并结果为相同变量。
(3).二变量卡诺图:对应四个最小项
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(4).三变量卡诺图:将八个最小项按照逻辑相邻性填入对应的小方格。
注意:逻辑相邻的两个相邻最小项只有一个变量不同,其它都相同。
(5)四变量卡诺图
对于五变量及以上的卡诺图,由于很复杂,在逻辑函数的化简中很少使用。5.变量卡诺图中最小项合并的规律
(1)两个相邻最小项合并可以消去一个因子
(2)四个相邻最小项合并可以消去两个因子
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(3)八个相邻最小项合并可以消去三个因子
6.逻辑函数的卡诺图
(1)逻辑函数的卡诺图的画法
①根据函数的变量个数画出相应的变量卡诺图。
②在函数每一个乘积项所包含的最小项处都填1,其余位置填0或不填。 (2)逻辑函数卡诺图的特点
优点:用几何位置的相邻,形象地表达了构成函数的各个最小项在逻辑上的相邻性。
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