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一、标准与或表达式,1. 2 逻辑函数的化简方法,1. 2. 1 逻辑函数的标准与或式和最简式,标准与或式,标准与或式就是最小项之和的形式,1. 最小项的概念:,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。,( 2 变量共有 4 个最小项),( 4 变量共有 16 个最小项),( n 变量共有 2n 个最小项),( 3 变量共有 8 个最小项),对应规律:1 原变量 0 反变量,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 ;,A B C 0 0 1,A B C 1 0 1,(2) 任意两个最小项的乘积为 0 ;,(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 相应的十进制数,就是该最小项的编号,用 mi 表示。,对应规律:原变量 1 反变量 0,0 0 0,0 0 1,0 1 0,0 1 1,1 0 0,1 0 1,1 1 0,1 1 1,0,1,2,3,4,5,6,7,m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,4. 最小项是组成逻辑函数的基本单元,任何逻辑函数都是由其变量的若干个最小项构成,都可以表示成为最小项之和的形式。,例 写出下列函数的标准与或式:,解,或,m6,m7,m1,m3,例 写出下列函数的标准与或式:,m7,m6,m5,m4,m1,m0,m8,m0,与前面m0相重,最简或与式,最简与或非式,二、逻辑函数的最简表达式及相互转换,最简与或式,最简 与非-与非式,最简或与非式,最简或非-或非式,最简或非-或式,核心,1. 2. 2 逻辑函数的公式化简法,一、并项法:,例 1. 2. 8,例,二、吸收法:,例 1. 2. 10,例,例 1. 2. 11,三、消去法:,例,例 1. 2. 13,四、配项消项法:,或,或,例,例 1. 2. 15,冗余项,冗余项,综合练习:,1. 2. 3 逻辑函数的图形化简法,一、逻辑变量的卡诺图(Karnaugh maps),卡诺图:,1. 二变量 的卡诺图,最小项方格图(按循环码排列),(四个最小项),A,B,2. 变量卡诺图的画法,三变量 的卡诺图:,八个最小项,A,BC,0,1,00,01,卡诺图的实质:,紧挨着,行或列的两头,对折起来位置重合,逻辑相邻:,两个最小项只有一个变量不同,逻辑相邻的两个最小项可以合并成一项,并消去一个因子。如:,m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,五变量 的卡诺图:,四变量 的卡诺图:,十六个最小项,AB,CD,00,01,11,10,00,01,11,10,当变量个数超过六个以上时,无法使用图形法进行化简。,AB,CDE,以此轴为对称轴(对折后位置重合),m0,m1,m2,m3,m4,m5,m6,m7,m12,m13,m14,m15,m8,m9,m10,m11,m0,m1,m2,m3,m8,m9,m10,m11,m24,m25,m26,m27,m16,m17,m18,m19,m6,m7,m4,m5,m14,m15,m12,m13,m30,m31,m28,m29,m22,m23,m20,m21,三十二个最小项,3. 卡诺图的特点:,用几何相邻表示逻辑相邻,(1) 几何相邻:,相接 紧挨着,相对 行或列的两头,相重 对折起来位置重合,(2) 逻辑相邻:,例如,两个最小项只有一个变量不同,化简方法:,卡诺图的缺点:,函数的变量个数不宜超过 6 个。,逻辑相邻的两个最小项可以合并成一项,并消去一个因子。,4. 卡诺图中最小项合并规律:,(1) 两个相邻最小项合并可以消去一个因子,0,4,3,2,1,9,4,6,(2) 四个相邻最小项合并可以消去两个因子,0,4,12,8,3,2,10,11,5,7,13,15,BD,0,2,8,10,(3) 八个相邻最小项合并可以消去三个因子,0,4,12,8,3,2,10,11,5,7,13,15,B,0,2,8,10,1,5,13,9,4,6,12,14,2n 个相邻最小项合并可以消去 n 个因子,总结:,二、逻辑函数的卡诺图表示法,1. 根据变量个数画出相应的卡诺图;,2. 将函数化为最小项之和的形式;,3. 在卡诺图上与这些最小项对应的位置上填入 1 , 其余位置填 0 或不填。,例,1,1,1,1,0,0,0,0,三、 用卡诺图化简逻辑函数,化简步骤:,(1) 画函数的卡诺图,(2) 合并最小项: 画包围圈,(3) 写出最简与或表达式,例 1. 2. 20,1,1,1,1,1,1,1,1,解,画包围圈的原则:,(1) 先圈孤立项,再圈仅有一种合并方式的最小项。,(2) 圈越大越好,但圈的个数 越少越好。,(3) 最小项可重复被圈,但每 个圈中至少有一个新的最小项。,(4) 必需把组成函数的全部最小项圈完,并做认真 比较、检查才能写出最简与或式。,不正确的画圈,例,解,(1) 画函数的卡诺图,1,1,1,1,1,1,1,1,(2) 合并最小项: 画包围圈,(3) 写出最简与或表达式,多余的圈,注意:先圈孤立项,利用图形法化简函数,利用图形法化简函数,例,解,(1) 画函数的卡诺图,1,1,1,1,1,1,1,1,1,1,(2) 合并最小项: 画包围圈,(3) 写出最简与或 表达式,例,用图形法求反函数的最简与或表达式,解,(1) 画函数的卡诺图,1,1,1,1,0,0,0,0,(2) 合并函数值为 0 的最小项,(3) 写出 Y 的反函数的 最简与或表达式,1. 2. 4 具有约束的逻辑函数的化简,一、 约束的概念和约束条件,(1) 约束:,输入变量取值所受的限制,例如,逻辑变量 A、B、C,分别表示电梯的 升、降、停 命令。,A = 1 表示升,B = 1 表示降,C = 1 表示停。,ABC 的可能取值,(2) 约束项:,不会出现的变量取值所对应的最小项。,不可能取值,001,010,100,000,011,101,110,111,1. 约束、约束项、约束条件,(3) 约束条件:,(2) 在逻辑表达式中,用等于 0 的条件等式表示。,000,011,101,110,111,由约束项相加所构成的值为 0 的 逻辑表达式。,约束项:,约束条件:,或,2. 约束条件的表示方法,(1) 在真值表和卡诺图上用叉号()表示。,例如,上例中 ABC 的不可能取值为,二、 具有约束的逻辑函数的化简,例 化简逻辑函数,化简步骤:,(1) 画函数的卡诺图,顺序 为:,先填 1,0,1,1,1,0,0,0,0,0,0,(2) 合并最小项,画圈时 既可以当 1 ,又可以当 0,(3) 写出最简与或表达式,解,例 化简逻辑函数,约束条件,解,(1) 画函数的卡诺图,1,1,1,1,(2) 合并最小项,(3) 写出最简与或表达式,合并时,究竟把 作为 1 还是作为 0 应以得到的包围圈最大且个数最少为原则。包围圈内都是约束项无意义(如图所示)。,注意:,
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