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这一章主要是讲布尔代数和逻辑函数化简。在布尔代数中是把逻辑矛盾的一方假定为"0",另一方假定为"1"这样就把逻辑问题数字化了。逻辑函数的化简也就是运用布尔代数的性质来进行化简。这一章是这门课程的重点,我们一点要掌握好! 3、1布尔代数的基本公式和规则 | 一:布尔代数的基本公式 | | 下面我们用表格来列出它的基本公式: |
公式名称 | 公式 | | 1、0-1律 | A*0=0 | A+1=1 | | 2、自等律 | A*1=A | A+0=A | | 3、等幂律 | A*A=A | A+A=A | | 4、互补律 | A*A=0 | A+A=1 | | 5、交换律 | A*B=B*A | A+B=B+A | | 6、结合律 | A*(B*C)=(A*B)*C | A+(B+C)=(A+B)+C | | 7、分配律 | A(B+C)=AB+AC | A+BC=(A+B)(A+C) | | 8、吸收律1 | (A+B)(A+B)=A | AB+AB=A | | 9、吸收律2 | A(A+B)=A | A+AB=A | | 10、吸收律3 | A(A+B)=AB | A+AB=A+B | | 11、多余项定律 | (A+B)(A+C)(B+C) =(A+B)(A+C) | AB+AC+BC=AB+AC | 12、否否律 | ( )=A |
| | 13、求反律 | AB=A+B | A+B=A*B |
下面我们来证明其中的两条定律:
| | | (1)证明:吸收律1第二式AB+AB=A | 
| | 左式=AB+AB=A(B+B)=A=右式 (因为B+B=1) | | (2)证明:多余项定律AB+AC+BC=AB+AC | | 左式=AB+AC+BC=AB+AC+BC(A+A) | | =AB+AC+ABC+ABC | | =AB(1+C)+AC(1+B) | | =AB+AC=右式 证毕 | |
注意:求反律又称为摩根定律,它在逻辑代数中十分重要的。
二:布尔代数的基本规则 代入法则 它可描述为逻辑代数式中的任何变量A,都可用另一个函数Z代替,等式仍然成立。 | 对偶法则 它可描述为对任何一个逻辑表达式F,如果将其中的“+”换成“*”,“*”换成“+”“1”换成“0”,“0”换成“1”,仍保持原来的逻辑优先级,则可得到原函数F的对偶式G,而且F与G互为对偶式。我们可以看出基本公式是成对出现的,二都互为对偶式。
| 反演法则 有原函数求反函数就称为反演(利用摩根定律), 我们可以把反演法则这样描述:将原函数F中的“*”换成“+”,“+”换成“*”,“0”换成“1”,“1”换成“0”;原变量换成反变量,反变量换成原变量,长非号即两个或两个以上变量的非号不变,就得到原函数的反函数。
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3、2 逻辑函数的代数法化简 | 我们先来了解一个概念,什麽是逻辑电路图?逻辑电路图就是用逻辑门组成的电路图。 |
| 二:逻辑函数的形式和逻辑变换 | | 逻辑函数的形式很多,一个逻辑问题可以用多种形式的逻辑函数来描述。 | 逻辑函数的表达式可分为五种: 1."与或"表达式2."或与"表达式3."与非"表达式4."或非"表达式5."与或非"表达式。这几种表达式之间可以互相转换,应根据要求把逻辑函数化简成我们所需要的形式。 |
3、3卡诺图化简 一: 在学习之前我们先来了解几个概念 (1)逻辑相邻项:它可描述为在两个与或逻辑中,除某个因子互为非外,其余的因子都相同。 | (2)逻辑最小项:它可描述为在给定变量数目的逻辑函数中,所有变量参加相与的项。在某一个最小项中每个变量只能以原变量或反变量的形式出现一次。 逻辑最小项的性质是:
全部最小项之和为“1”;
两个不同的最小项之积为“0”;
n变量有2n项最小项。 | | (3)最小项标准式:全是最小项组成的“与或”式。 | 二:卡诺图化简的基本原理 凡两个逻辑相邻项,可合并为一项,其合并的逻辑函数是保留相同的,消去相异的变量。 | 三:卡诺图的结构 每一个最小项用一个方格表示,逻辑相邻的项几何位置上也相邻,卡诺图每方格取值按循环码排列 | 四:卡诺图的表示法
先将逻辑函数式化为最小项表达式,再填写卡诺图。
用真值表填写对应的卡诺图方格。
直接填写(横纵保留相同的因子) | 五:卡诺图中的最小项的合并规律 合并规律: 21个相邻项合并时消去一个相同的变量,22个相邻的项合并时消去两个相同的变量,以此类推,2n 个相邻的项合并时消去n个相同的变量。 相邻项的性质是(1)具有公共边(2)对折重合(3)循环相邻 | 六:"与或"逻辑化简 例:化简F=BCD+BC+ADC+ABC+ABC(用图形法) | (1)用卡诺图表示逻辑函数:(如下图) (2)画卡诺圈圈住全部“1”的方格(规则是:圈尽可能大;允许重复,但要新;孤立的“1”独圈。)(3)组成新函数是F=BC+AC+ADB (4)画出逻辑电路:(如右下图所示) |
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