组合逻辑原理.pptx
《组合逻辑原理.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《组合逻辑原理.pptx(93页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、Content真值表问题真值表问题1开关方程与标准形式2卡诺图3多变量卡诺图化简4混合逻辑组合电路5多输出函数6第1页/共93页2例:一个由电动马达带动的输送原料的传输装置,如果有原料要传送且保护联合开关没有打开,两个操作人员之一在位时可被启动。请设计出该问题的逻辑图表达式。第2页/共93页3问题描述输入:令a,b分别表示两个操作人员1和操作人员2,操作人员在位用逻辑1表示,不在位则相应变量为逻辑0;令s表示联合开关,开关闭合用逻辑1表示,开关断开为0;令m表示原料的存在状态,有原料用逻辑1表示,无原料用0表示;令M表示马达的状态,马达转动用逻辑1表示,停止转动用逻辑0表示。构造真值表第3页/
2、共93页4将一个书面问题描述转换成真值表的过程确定所包含的输入、输出变量分析所给实际逻辑问题的因果关系,将引起事件的原因确定为输入变量,将事件所产生的结果作为输出函数。为每个变量分配助记符或字母或标识确定真值表的大小;看看有多少个输入组合y=2x其中,x=输入变量数,y=组合数构造一个包含所有输入变量组合的真值表仔细研究问题描述,确定使给定输出为真的输入组合第4页/共93页5例3-4:一个传输系统从三个不同来源运输原材料,三个源汇集为一个单输出传输装置。四个传输装置有分离的马达,可分开控制。输出物品速度必须与源流速吻合。要实现这些,必须具备下列条件:如果源1有物品,源2和源3要关闭;如果源1空
3、,则源2和源3或者两者都可开启。在不能从三个源获得物品的情况下,输出传输装置要关闭,如果没有物品,相应源传输装置应关闭。S3S1S2m3m1m2m4第5页/共93页6s1,s2,s3:源1,源2,源3,有物品为1,无物品为0m1,m2,m3,m4:四个马达,开启为1,关闭为0。S3S1S2m3m1m2m4第6页/共93页7练习1:某产品有A、B、C、D四项质量指标,其中A为主要指标,产品检验标准规定:当主要指标及两项次要指标都合格时,产品定为合格品,否则定为不合格品。对该问题(1)设定输入输出变量及其取值;(2)列出真值表。(1)输入:各项质量指标A,B,C,D;该项指标合格则等于1,否则等于
4、0;输出:S:产品合格等于1,否则等于0.第7页/共93页8ABCD0000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111S0000000000010111第8页/共93页Content真值表问题1开关方程与标准形式开关方程与标准形式2卡诺图3多变量卡诺图化简4混合逻辑组合电路5多输出函数6第9页/共93页10列出真值表后,找出那些使函数值为 1 的变量取值组合,变量值为 1 的写成原变量,为0的写成反变量,这样对应于使函数值为1的每一个组合就可以写出一个乘积项,把这些乘积项加起来,可以得到函数的标准积之和。第10页/共
5、93页11m7=abmsm11=abmsm15=abms写成积之和:M=abms+abms+abms化简后也可写作M=bms+abms真值表注意:积项的下标与输入变量组合的关系注意:积项的下标与输入变量组合的关系第11页/共93页12m7=abmsm11=abmsm15=abmsM=abms+abms+abmsM=bms+abms乘积项:一个与门实现的项bms,abms积之和:一个或门及两个或更多的与门实现M=bms+abms最小项:特殊情况的乘积项m7,m11,m15标准积之和:M=m7+m11+m15(1)每个乘积项都包含了全部输入变量每个乘积项都包含了全部输入变量(2)每个乘积项中的输入
6、变量可以是原变每个乘积项中的输入变量可以是原变量,或者反变量量,或者反变量(3)同一输入变量的原变量和反变量不同同一输入变量的原变量和反变量不同时出现在同一乘积项中。时出现在同一乘积项中。这样的乘积项我们称为最小项。这样的乘积项我们称为最小项。第12页/共93页13列出真值表后,找出那些使函数值为 0 的变量取值组合,变量值为0的写成原变量,为1的写成反变量,这样对应于使函数值为0的每一个组合就可以写出一个和项,把这些和项相乘,可以得到函数的标准和之积。第13页/共93页14由真值表导出开关方程由真值表导出开关方程M0=a+b+m+s;M1=a+b+m+s;M2=a+b+m+s;M3=a+b+
7、m+s;M4=a+b+m+s;M5=a+b+m+s;M6=a+b+m+s;M8=a+b+m+s;M9=a+b+m+s;M10=a+b+m+s;M12=a+b+m+s;M13=a+b+m+s;M14=a+b+m+s;M=M0M1M2M3M4M5M6M8M9M10M12M13M14化简后也可写作M=(a+b)(a+b+m)(a+b+m+s)(a+m)(a+m+s)构造真值表注意:和项的下标与输入变量组合的关系注意:和项的下标与输入变量组合的关系第14页/共93页15M0=a+b+m+s;M1=a+b+m+s;M2=a+b+m+s;M3=a+b+m+s;M4=a+b+m+s;M5=a+b+m+s;M
8、6=a+b+m+s;M8=a+b+m+s;M9=a+b+m+s;M10=a+b+m+s;M12=a+b+m+s;M13=a+b+m+s;M14=a+b+m+s;M=M0M1M2M3M4M5M6M8M9M10M12M13M14M=(a+b)(a+b+m)(a+b+m+s)(a+m)(a+m+s)和项:一个或门实现的项a+b,a+b+m和之积:一个与门及两个或多个或门实现(a+b)(a+b+m)(a+b+m+s)(a+m)(a+m+s)最大项:特殊情况的和项:M0,M1,标准积之和:M=M0M1M2M3M4M5M6M8M9M10M12M13M14(1)每一个和项中包含全部变量;每一个和项中包含全部
9、变量;(2)和项中的变量可以原变量形式出和项中的变量可以原变量形式出现,也可以反变量形式出现;现,也可以反变量形式出现;(3)原、反变量不能同时出现在同一原、反变量不能同时出现在同一个和项中。个和项中。这样的和项我们称为最大项。这样的和项我们称为最大项。第15页/共93页16标准形式 简化形式标准积之和:当输出变量为逻辑1时定义的最小项的完整系列M=abms+abms+abms=m7+m11+m15=m(7,11,15)标准和之积:当输出变量为逻辑0时定义的最大项的完整系列M=(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+
10、m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)(a+b+m+s)=M0M1M2M3M4M5M6M8M9M10M12M13M14=M(0,1,2,3,4,5,6,8,9,10,12,13,14)第16页/共93页17ABCDS00000000100010000110010000101001100011101000010010101001011111000110111110111111练习:从真值表中生成开关方程,分别写出方程的积之和标准形式和和之积标准形式。开关方程的积之和标准形式为S=m11+m13+m14+m15=abcd+abcd+abc
11、d+abcd开关方程的和之积标准形式为S=M0M1M2M3M4M5M6M7M8M9M10M12第17页/共93页18将一个积之和方程转换成标准形式的方法:step1:在每个乘积项中标明所缺少的变量;step2:将缺少变量及其反变量之和同相应的乘积项相与:xy(z+z);step3:应用分配律展开该项:xyz+xyz.将一个和之积方程转换成标准形式的方法:step1:在每个和项中标明所缺少的变量;step2:将缺少变量及其反变量之积同相应的和项相或:x+y+zz;step3:应用分配律展开该项:(x+y+z)(x+y+z).第18页/共93页19最小项与最大项的数字表示最小项:1)令正变量为令正
12、变量为1,反变量为,反变量为0,写出每个乘积项的二进制表达式:abcd:10102)将该二进制数转换为十进制数:(1010)2=(10)103)用mk(k为上述转换的十进制数)表示该最小项。最大项:1)令正变量为令正变量为0,反变量为,反变量为1,写出每个和项的二进制表达式:x+y+z:0112)将该二进制数转换为十进制数:(011)2=(3)103)用Mk(k为上述转换的十进制数)表示该最大项。最小项为最大项之反最小项为最大项之反第19页/共93页20例:将下列方程转换成相应的标准形式:1.P=f(a,b,c)=ab+ac+bc (积之和)step1:ab:缺少c;ac:缺少b;bc:缺少a
13、step2:P=ab(c+c)+a(b+b)c+(a+a)bcstep3:P=abc+abc+abc+abc+abc+abcstep4:P=m5+m4+m6+m7+m3 =m(3,4,5,6,7)第20页/共93页212.Y(a,b,c,d)=abcd+bcd+ad (积之和)step1:abcd:无缺少项;bcd:缺少a;ad:缺少b,c项step2:Y=abcd+(a+a)bcd+a(b+b)(c+c)dstep3:Y=abcd+abcd+abcd+abcd+abcd+abcd+abcdstep4:Y=m9+m15+m7+m3+m13 =m(3,7,9,13,15)第21页/共93页223
14、.T=f(a,b,c)=(a+b)(b+c)(和之积)step1:a+b:缺少c项;b+c:缺少a项;step2:T=(a+b+cc)(aa+b+c)step3:T=(a+b+c)(a+b+c)(a+b+c)(a+b+c)step4:T=M2M3M6=M(2,3,6)第22页/共93页234.Y(a,b,c,d)=(a+b)(b+c+d)(和之积)step1:a+b:缺少c,d项,b+c+d:缺少a项;step2:T=(a+b+cc+dd)(aa+b+c+d)step3:T=(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)step4:
15、T=M0+M1+M2+M3+M7+M15=M(0,1,2,3,7,15)第23页/共93页24练习:将下列布尔函数分别化为标准积之和与标准和之积P=f(w,x,y,z)=wx+yzT=f(a,b,c,d)=(a+b+c)(a+d)Ans:P=f(w,x,y,z)=wxyz+wxyz+wxyz+wxyz+wxyz+wxyz+wxyz=m(2,4,5,6,7,10,14)T=f(a,b,c,d)=(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)(a+b+c+d)=M(4,5,8,10,12,14)第24页/共93页25最小项与最大项的相互转换step1:计
16、算乘积项之和表达式中的每一个乘积项,即确定表示乘积项的二进制数;step2:确定step1中没有包含的所有二进制数;step3:为从step2得到的每一个二进制数写出相应的和项,并以和项之乘积形式表达。第25页/共93页26例:把该最小项之和转换为最大项之积f1(a,b,c)=abc+abc+abc+abc =m1+m2+m4+m6 =(1,2,4,6)=(0,3,5,7)=(a+b+c)(a+b+c)(a+b+c)(a+b+c)第26页/共93页27练习:把下面的最小项之和表达式转换为等价的最大项之积表达式:第27页/共93页Content组合逻辑的定义1标准形式2卡诺图卡诺图3多变量卡诺图
17、化简4混合逻辑组合电路5多输出函数6第28页/共93页29卡诺图提供了简化布尔表达式的一种系统方法,如果正确使用,会得到尽可能简化的积之和或和之积表达式;卡诺图是用图示方法将各种输入变量取值组合下的输出函数值一一表达出来;卡诺图和真值表一样可以表示逻辑函数和输入变量之间的逻辑关系,每一个小方格对应着真值表中的一行取值组合;卡诺图中每一个小方格对应着逻辑函数中的一个最小项或最大项。第29页/共93页30卡诺图与真值表0、1方格:对应着输入A反变量;0,2方格:对应着输入B的反变量;1、3方格:对应着输入B的正变量;2、3方格:对应着输入A的正变量相邻方格只有一位不同。第30页/共93页31mm0
18、 0mm3 3mm1 1mm2 20110AB二变量卡诺图mm0 0mm1 1mm3 3mm7 7mm5 5mm2 2mm6 6mm4 40001111001ABC三变量卡诺图mm0 0mm1 1mm3 3mm5 5mm1313mm9 9mm4 4mm1212mm8 8mm6 6mm1414mm1010mm7 7mm1515mm1111mm2 2ABCD0001111000011110四变量卡诺图相邻方格只有一位不同第31页/共93页32卡诺图与真值表10011110AB01230021两个最小项相加可以消去互为反变量的因子卡诺图形象地表达了变量各个最小项之间在逻辑上的相邻性。仅有一个变量不同
19、的小方格相邻有一个以上变量不同的小方格不相邻第32页/共93页33在卡诺图中,一个最小项对应图中一个变量取值的组合(反映在编号上)的小格子,两个逻辑相邻的最小项对应的小格子位置间有以下三种情况:相接紧挨相对各在任一行或一列的两头相重对折起来位置相重合第33页/共93页34三变量卡诺图第34页/共93页35三变量卡诺图与最小项的关系第35页/共93页36将布尔方程转换为卡诺图step1:观察变量个数,确定卡诺图中变量个数;step2:确定卡诺图中变量排列格式,以及卡诺图中每一格中变量的取值组合:step3:如方程不是标准形式,将布尔方程转换为积之和标准形式;step4:如标准形式为积之和,找到每
- 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:
- 组合 逻辑 原理
限制150内