数字逻辑基础卡诺图化简幻灯片.ppt
《数字逻辑基础卡诺图化简幻灯片.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《数字逻辑基础卡诺图化简幻灯片.ppt(53页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、数字逻辑基础卡诺图化简第1页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2322.4 2.4 逻辑函数的卡诺图化简法逻辑函数的卡诺图化简法2.4.1 2.4.1 最小项及最小项表达式最小项及最小项表达式 2.4.2 2.4.2 用卡诺图表示逻辑函数用卡诺图表示逻辑函数 2.4.3 2.4.3 卡诺图化简法卡诺图化简法2.4.4 2.4.4 含有无关项的逻辑函数的化简含有无关项的逻辑函数的化简 第2页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2332.4 逻辑函数的卡诺图化简法逻辑函数的卡诺图化简法公式化简法评价:公式化简法评价:优点:变量个数不受限制。优点:变量个数不受限制。缺点
2、:目前尚无一套完整的方法,结果是否最简有缺点:目前尚无一套完整的方法,结果是否最简有时不易判断。时不易判断。利用卡诺图可以直观而方便地化简逻辑函数。它克服利用卡诺图可以直观而方便地化简逻辑函数。它克服了公式化简法对最终化简结果难以确定等缺点。了公式化简法对最终化简结果难以确定等缺点。卡诺图是按一定规则画出来的方框图,是逻辑函数的卡诺图是按一定规则画出来的方框图,是逻辑函数的图解化简法,同时它也是表示逻辑函数的一种方法。图解化简法,同时它也是表示逻辑函数的一种方法。卡诺图的基本组成单元是最小项,所以先讨论一下最小卡诺图的基本组成单元是最小项,所以先讨论一下最小项及最小项表达式。项及最小项表达式。
3、第3页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2342.4.1 最小项及最小项表达式最小项及最小项表达式(1 1)最小项最小项 具备以上条件的乘积项共八个,我们称这八个乘积具备以上条件的乘积项共八个,我们称这八个乘积项为三变量项为三变量A A、B B、C C的最小项。的最小项。设设A A、B B、C C是三个逻辑变量,若由这三个逻辑变是三个逻辑变量,若由这三个逻辑变量按以下规则构成乘积项:量按以下规则构成乘积项:每每个个乘乘积积项项都都只只含含三三个个因因子子,且且每每个个变变量量都都是是它的一个因子;它的一个因子;每个变量都以反变量每个变量都以反变量(A(A、B B、C)C)或以原
4、变量或以原变量(A(A、B B、C)C)的形式出现一次,且仅出现一次。的形式出现一次,且仅出现一次。AB是三变量函数的最小项吗?ABBC是三变量函数的最小项吗?推广:一个变量仅有原变量和反变量两种形式,因推广:一个变量仅有原变量和反变量两种形式,因此此N N个变量共有个变量共有2 2N N个最小项。个最小项。第4页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/235最小项的定义最小项的定义:对于对于N N个变量,如果个变量,如果P P是一个含有是一个含有N N个因子个因子的乘积项,而且每一个变量都以原变量或者反变量的形的乘积项,而且每一个变量都以原变量或者反变量的形式,作为一个因子在式,作
5、为一个因子在P P中出现且仅出现一次,那么就称中出现且仅出现一次,那么就称P P是这是这N N个变量的一个最小项。个变量的一个最小项。表表1-171-17三变量最小项真值表三变量最小项真值表 第5页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/236(2 2)最小项的性质最小项的性质 对于任意一个最小项,只有一组变量取值使它的对于任意一个最小项,只有一组变量取值使它的值为值为1 1,而变量取其余各组值时,该最小项均为,而变量取其余各组值时,该最小项均为0 0;任意两个不同的最小项之积恒为任意两个不同的最小项之积恒为0 0;变量全部最小项之和恒为变量全部最小项之和恒为1 1。第6页,共53页
6、,编辑于2022年,星期六2022/9/237最小项也可用最小项也可用“m mi i”表示,下标表示,下标“i i”即最小项的编即最小项的编号。编号方法:把最小项取值为号。编号方法:把最小项取值为1 1所对应的那一组变量取所对应的那一组变量取值组合当成二进制数,与其相应的十进制数,就是该最小值组合当成二进制数,与其相应的十进制数,就是该最小项的编号。项的编号。表表1-18 1-18 三变量最小项的编号表三变量最小项的编号表 第7页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/238(3 3)最小项表达式)最小项表达式 任何一个逻辑函数都可以表示为最小项之和的形任何一个逻辑函数都可以表示为最
7、小项之和的形式式标准与或表达式。而且这种形式是惟一的,就标准与或表达式。而且这种形式是惟一的,就是说一个逻辑函数只有一种最小项表达式。是说一个逻辑函数只有一种最小项表达式。例例1:将将Y=AB+BC展开成最小项表达式。展开成最小项表达式。解:或:第8页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/239例例2:写出三变量函数的最小项表达式。写出三变量函数的最小项表达式。解解 利用摩根定律将函数变换为与或表达式,利用摩根定律将函数变换为与或表达式,然后展开成最小项之和形式。然后展开成最小项之和形式。第9页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2310练习:练习:1 1:将逻辑函数
8、展开为最小项表达式将逻辑函数展开为最小项表达式2 2:若最小项表达式为若最小项表达式为Y(A,B,C)=m(0,1,2,7),Y(A,B,C)=m(0,1,2,7),写出写出其对应的最小项与或表达式其对应的最小项与或表达式第10页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/23112.4.2 用卡诺图表示逻辑函数用卡诺图表示逻辑函数(1 1)卡诺图及其构成原则卡诺图及其构成原则 卡诺图是把最小项按照一定规则排列而构成的方框卡诺图是把最小项按照一定规则排列而构成的方框图。构成卡诺图的原则是:图。构成卡诺图的原则是:N变量的卡诺图有变量的卡诺图有2N个小方块(最小项);个小方块(最小项);最
9、小项排列规则:最小项排列规则:几何相邻的必须逻辑相邻几何相邻的必须逻辑相邻。逻辑相邻:两个最小项逻辑相邻:两个最小项,只有一个变量的形式不同只有一个变量的形式不同,其余的都相同。逻辑相邻的最小项可以合并。其余的都相同。逻辑相邻的最小项可以合并。几何相邻的含义:几何相邻的含义:一是相邻一是相邻紧挨的;紧挨的;二是相对二是相对任一行或一列的两头;任一行或一列的两头;三是相重三是相重对折起来后位置相重。对折起来后位置相重。在五变量和六变量的卡诺图中,用相重来判断某些最小项的几何相邻性,其优点是十分突出的。第11页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2312图1-11 三变量卡诺图的画法
10、(2 2)卡诺图的画法卡诺图的画法 首先讨论三变量(首先讨论三变量(A、B、C)函数卡诺图的画法。)函数卡诺图的画法。3变量的卡诺图有变量的卡诺图有23个小方块;个小方块;几何相邻的必须逻几何相邻的必须逻辑相邻:变量的取值按辑相邻:变量的取值按00、01、11、10的顺的顺序(循环码序(循环码)排列)排列。相邻相邻第12页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2313图1-12 四变量卡诺图的画法相邻相邻不相邻正确认识卡诺图正确认识卡诺图的的“逻辑相邻逻辑相邻”:上:上下相邻,左右相邻,下相邻,左右相邻,并呈现并呈现“循环相邻循环相邻”的特性,它类似于一的特性,它类似于一个封闭的球
11、面,如同个封闭的球面,如同展开了的世界地图一展开了的世界地图一样。样。对角线上不相邻对角线上不相邻。第13页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2314(1 1)从真值表画卡诺图从真值表画卡诺图根据变量个数画出卡诺图,再按真值表填写每一根据变量个数画出卡诺图,再按真值表填写每一个小方块的值(个小方块的值(0或或1)即可。需注意二者顺序不同。)即可。需注意二者顺序不同。例例3:已知已知Y的真值表,要求画的真值表,要求画Y的卡诺图。的卡诺图。表1-19逻辑函数Y的真值表 A B CY0 0 000 0 110 1 010 1 101 0 011 0 101 1 001 1 11图1-
12、12例3的卡诺图 第14页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2315练习:三变量表决逻辑真值表填入卡诺图练习:三变量表决逻辑真值表填入卡诺图A B CY0 0 000 0 100 1 000 1 111 0 001 0 111 1 011 1 11第15页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2316(2 2)从最小项表达式画卡诺图从最小项表达式画卡诺图把表达式中所有的最小项在对应的小方块中填入把表达式中所有的最小项在对应的小方块中填入1 1,其余的小方块中填入其余的小方块中填入0 0。例例4:画出函数画出函数Y(A、B、C、D)=m(0,3,5,7,9,12,15
13、)的卡的卡诺图。诺图。图1-14例4的卡诺图 第16页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2317(3 3)从与或表达式画卡诺图从与或表达式画卡诺图把每一个乘积项所包含的那些最小项(该乘积项就是把每一个乘积项所包含的那些最小项(该乘积项就是这些最小项的的公因子)所对应的小方块都填上这些最小项的的公因子)所对应的小方块都填上1,剩下的,剩下的填填0,就可以得到逻辑函数的卡诺图。,就可以得到逻辑函数的卡诺图。例例5:已知:已知 ,画卡诺图。,画卡诺图。第17页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/23181ABCD=01111+1ACD=101最后将剩下的填01 111A
14、B11熟悉后也可以直接由表达式填卡诺图。熟悉后也可以直接由表达式填卡诺图。第18页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2319(4 4)从一般形式表达式画卡诺图从一般形式表达式画卡诺图 先将表达式变换为与或表达式,再画出卡诺图。先将表达式变换为与或表达式,再画出卡诺图。第19页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2320 例例6:解:(解:(1)利用摩根定律去掉非号,)利用摩根定律去掉非号,直到最后得到一直到最后得到一个与或表达式,即个与或表达式,即 (2)根据与或表达式画出卡诺图,如下图所根据与或表达式画出卡诺图,如下图所示。示。第20页,共53页,编辑于2022
15、年,星期六2022/9/2321第21页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2322(1 1)卡诺图中最小项合并的规律卡诺图中最小项合并的规律 合并相邻最小项,可消去变量。合并相邻最小项,可消去变量。合并两个最小项,可消去一个变量;合并两个最小项,可消去一个变量;合并四个最小项,可消去两个变量;合并四个最小项,可消去两个变量;合并八个最小项,可消去三个变量。合并八个最小项,可消去三个变量。合并合并2N个最小项,可消去个最小项,可消去N个变量。个变量。2.4.3 卡诺图化简法卡诺图化简法由于卡诺图两个相邻最小项中,只有一个变量由于卡诺图两个相邻最小项中,只有一个变量取值不同,而其余
16、的取值都相同。所以,合并相邻取值不同,而其余的取值都相同。所以,合并相邻最小项,利用公式最小项,利用公式A+A=1,ABABA,可以消去可以消去一个或多个变量,从而使逻辑函数得到简化。一个或多个变量,从而使逻辑函数得到简化。第22页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2323图1-15 两个最小项合并 m3m11BCD第23页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2324图1-16 四个最小项合并 第24页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2325图1-17 八个最小项合并第25页,共53页,编辑于2022年,星期六2022/9/2326(2 2)利用
17、卡诺图化简逻辑函数利用卡诺图化简逻辑函数 A A基本步骤:基本步骤:画出逻辑函数的卡诺图;画出逻辑函数的卡诺图;合并相邻最小项(圈组);合并相邻最小项(圈组);从圈组写出最简与或表达式。从圈组写出最简与或表达式。关键是能否正确圈组关键是能否正确圈组。B正确圈组的原则正确圈组的原则 必必须须按按2、4、8、2N的的规规律律来来圈圈取取值值为为1的的相相邻邻最最小项;小项;每每个个取取值值为为1的的相相邻邻最最小小项项至至少少必必须须圈圈一一次次,但但可以圈多次;可以圈多次;圈圈的的个个数数要要最最少少(与与项项就就少少),并并要要尽尽可可能能大大(消去的变量就越多)。(消去的变量就越多)。第26
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 数字 逻辑 基础 卡诺 图化简 幻灯片
限制150内