逻辑函数的图形化简法
知识点3.卡诺图化简法
相邻项相加能消去一个因子，合并为一项，如:
。
卡诺图化简就是建立在相邻项的基础上的，消去多余的因子，使函
数得到简化。
逻辑函数的化简——卡诺图化简法
利用卡诺图化简时，首先要把函数表示成最小项之 和的形式，称为标准与或式(或最小项表达式），求函 数标准与或式有两种方法:
①从真值表中求标准与或式 ②从一般表达式利用展开法求标准与或式
逻辑函数的化简——卡诺图化简法
【例1】化简逻辑函数
化简得：
最小项合并结果有时不是唯一的，但合并后的项数和每一 项的因子数是相同的！
逻辑函数的化简——卡诺图化简法
【例2】 用卡诺图法化简逻辑函数Z（A，B，C，D）
=∑m(0，1，2，3，4，5，6，7，10，11)。
化简得：
逻辑函数的化简——卡诺图化简法
逻辑函数的化简——卡诺图化简法
利用前面介绍的公式法化简逻辑函数，要熟练掌 握逻辑代数的基本公式、常用公式和一些定律，并 且需要有一定的技巧，这对许多人来说有困难。借 助卡诺图化简逻辑函数比较方便，容易掌握。卡诺 图是美国工程师karnaugh在20世纪50年代提出的， 它建立在最小项的基础上，所以首先要了解有关最 小项的内容。
b.四个小方格组成一个大方格、或组成一行（列）、或 处于相邻两行（列）的两端、或处于四角时，所代表的最小 项可以合并，合并后可消去两个变量。
逻辑函数的化简——卡诺图化简法
c.八个小方格组成一个大方格、或组成相邻的两行 （列）、或处于两个边行（列）时，所代表的最小项可以合 并，合并后可消去三个变量。
逻辑函数的化简——卡诺图化简法
仔细分析上表，可以总结出最小项的性质： ①对任何一个最小项，只有一组变量的取值组合，使 它的值为1。反之，对于输入变量任何一组取值，有且 只有一个最小项的值为1。 ②任意两个最小项的乘积恒等于0 。 ③所有最小项之和为1。 ④具有相邻性的两个最小项之和能合并成一项且消去 一个因子。
逻辑函数的卡诺图化简法
[例]已知:真值表如下,写出 已知:真值表如下, 该逻辑函数和其反函数的标 准与或式 解:由题可知: 由题可知:
F = XY Z + XY Z + XY Z + XYZ
= m0 + m2 + m5 + m7
= ∑ ( 0 ,2 ,5 ,7 ) m
∴ F =
QF + F = 1
∑ m (1, 3 , 4 , 6 )
例如 CD AB 00 01 11 10 00 1 1 1 1 01 1 1 11 1 1 10 1 1 1 1 8 个相邻项合并消去 3 个变量 A ABCD+ABCD=ABD ABCD+ABCD=ABD ABCD+ABCD +ABCD+ABCD =ACD +ACD =AD
2 个相邻项合并消去 4 个变量， 个相邻项合并消去 个变量， 1 个变量，化简结果 2 个变量， 化简结果为相同变量相与。 化简结果为相同变量相与。 为相同变量相与。 为相同变量相与。
3. 已知一般表达式画函数卡诺图 的卡诺图。 [例] 已知 Y = AD + AB ( C + BD ) ，试画出 Y 的卡诺图。 解：(1) 将逻辑式转化为与或式 ) (2) 作变量卡诺图 ) Y = AD + AB + (C + BD ) (3) 根据与或式填图 ) = AD + AB + CBD CD 00 01 11 10 AB 1 1 00 01 11 10 1 1 1 1 1 1
[例 ]
Y = ABC + ABC + ABC + ABC
合并最小项 三个圈最小项分别为： 三个圈最小项分别为：
第四讲 逻辑函数的卡诺图化简法
=m7+m6+m3+m5=∑m（3,5,6,7）
（三）卡诺图的结构 （1）二变量卡诺图 ）
（2）三变量卡诺图 ）
B m0 ABC A m4 ABC m1 ABC m5 ABC C (a) m3 ABC m7 ABC m2 ABC m6 ABC A 0 1 0 4 1 5 3 7 2 6 BC 00 01 11 10
总之， 个相邻的最小项结合， 个取值不同的变量而合并为l 总之，2n个相邻的最小项结合，可以消去n个取值不同的变量而合并为l项。
2．用卡诺图合并最小项的原则（画圈的原则） 用卡诺图合并最小项的原则（画圈的原则）
（1）尽量画大圈，但每个圈内只能含有2n（n=0,1,2,3……）个相邻项。 =0,1,2,3…… 个相邻项。 ……） 尽量画大圈，但每个圈内只能含有2 要特别注意对边相邻性 四角相邻性。 对边相邻性和 要特别注意对边相邻性和四角相邻性。 （2）圈的个数尽量少。 圈的个数尽量少。 （3）卡诺图中所有取值为1的方格均要被圈过，即不能漏下取值为1的最 卡诺图中所有取值为1的方格均要被圈过，即不能漏下取值为1 小项。 小项。 （4）在新画的包围圈中至少要含有1个末被圈过的1方格，否则该包围圈 在新画的包围圈中至少要含有1个末被圈过的1方格， 是多余的。 是多余的。
知识点导入
通过第三讲的学习，我们已经学会了如 何使用代数法来化简逻辑函数，从而使逻 辑电路达到最简洁合理。 这一讲我们将学习逻辑函数的另一种化 简方法——卡诺图化简法，同样可以得到 简方法——卡诺图化简法，同样可以得到 最简逻辑函数，并设计出最简逻辑电路图。
逻辑函数化简方法
逻辑函数化简方法
逻辑函数化简是将复杂的逻辑函数简化为更简洁的形式的过程。
以下是常见的逻辑函数化简方法：
1. 真值表方法：通过构造逻辑函数的真值表，观察不同输入值下函数值的变化规律来推导简化逻辑函数的形式。
2. 化简定律：通过逻辑运算的各种定律来对逻辑函数进行化简，常见的包括德摩根定律、分配律、结合律、交换律等。
3. 卡诺图方法：利用卡诺图来进行逻辑函数的化简。
卡诺图是一种用来表示逻辑函数的图表，通过观察卡诺图的模式，可以找到逻辑函数的最小项和最大项，并将其化简为更简单的形式。
4. 斯芬克斯化简方法：适用于较复杂的逻辑函数。
斯芬克斯化简方法是一种将逻辑函数分解为多个子函数，并利用分解后的子函数进行化简的方法。
这些方法可以单独使用，也可以结合使用，根据具体情况选择合适的方法来进行逻辑函数的化简。
逻辑函数的卡诺图法化简
精品课件
26
输入变量ABC取值为001、010、100时，
逻辑函数Y有确定的值，根据题意，有任一命令（正 转、反转和停止）时为1，否则为0。
反变 函换 数为
CD BD
CD
AB
00 01 11 10
Y AB AC BD CD AB
00 1
0
1
1
01 1
0
0
1
11 0
0
0
0
10 0
0
1
1
AC
精品课件
13
4、卡诺图的性质
（1）任何两个（21个）标1的相邻最小项，可以合并为一项， 并消去一个变量（消去互为反变量的因子，保留公因子）。
AB C
但是，若 F= ABCD+ABC+BC+ABC ，显然，该函数式
难于找到相邻项。
精品课件
1
2.4.2 逻辑函数的标准式——最小项表达 式
问题的提出：逻辑函数 F= ABC+ABC ，之所以易于看出它们 的乘积项是逻辑相邻项，是因为它们的每一个乘积项中都包 含了所有的变量。而F= ABCD+ABC+BC+ABC，每个乘积项没有 包含所有的变量，所以逻辑相邻关系不直观。于是引入了最 小项的概念。
15
AB CD
00 01 11 10
00 0
1
1
0
01 1 0 0 1
11 1
0
0
1 ＡＤ
10 0 1 1 0
ＢＤ
AB CD
00 01 11 10
00 1
0
0
1
01 0
1
1
0
11 0
4-5 逻辑函数的卡诺图化简方法-2
F = (A+B’+C’+D)·(A’+C)·(A’+B)
Example 5
思考：五变量如何利用卡诺图化简？
BC DE 00 01 11 10
BC DE 00 01 11 10
00 0 4 12 8
00 16 20 28 24
01 1 11 3
5 13 9 7 15 11
01 17 21 29 25 11 19 23 31 27
F2 = A·B + B·C
AB C 00 01 11 10
0
1
1
11
AB C 00 01 11 10
0
1
1
11
F2 = A·B + A’·B·C
00
11 10
01 1 1
1
11
111
01 1 1
1
11
111
10
注意：不要重叠
10
至少有一个1未被圈过
因为图中任何一个”1’都有两种主蕴涵项可以覆盖.
Example 4 A minimal product(最小积)
AB
CD 00 01 11 10
00
00
01
00
11
0
10
0
0
A’+C A’+B
0 原变量 1 反变量
第四章
组合逻辑设计原理 Combinational Logic Design Principle
第五讲 逻辑函数的卡诺图化简方法举例-2
概念1
• A minimal sum ( 最小和)就是 • 最少的乘积项和每个乘积项中有最少的变
量。
18. 卡诺图化简法
二变量卡诺图
三变量的卡诺图
• 4变量的卡诺图
五变量的卡诺图
用卡诺图表示逻辑函数
1. 将函数表示为最小项之和的形式 mi 。
2. 在卡诺图上与这些最小项对应的位置上添入1 ，其余地方添0。
用卡诺图表示逻辑函数
Y (A, B,C, D) ABCD ABD AB
ABCD (C C)ABD AB[(CD) CD CD CD]
2.8 多输出逻辑函数的化简
例: Y1(A, B,C, D) (1, 4,5, 6, 7,10,11,12,13,14,15)
Y2 (A, B,C, D) (1,3, 4,5, 6, 7,12,14) Y3( A, B,C, D) (3, 7,10,11)
卡诺图化简
Y1( A, B,C, D) B AC ACD Y2 ( A, B,C, D) AD BD
m(1, 4据：具有相邻性的最小项可合并，消去 不同因子。
在卡诺图中，最小项的相邻性可以从图形 中直观地反映出来。
合并最小项的原则：
两个相邻最小项可合并为一项，消去一对因子
四个排成矩形的相邻最小项可合并为一项，消去 两对因子
在输入变量某些取值下，函数值为1或 为0不影响逻辑电路的功能，在这些取 值下为1的最小项称为任意项
逻辑函数中的无关项：约束项和任意项可以写
入函数式，也可不包含在函数式中，因此统称 为无关项。
2.7.2 无关项在化简逻辑函数中的应用
合理地利用无关项，可得更简单的化简结果。
加入（或去掉）无关项，应使化简后的项数最少， 每项因子最少······
CD
AB 00 01 11 10 00 1 0 0 1 01 1 0 0 1 11 1 1 1 1 10 1 1 1 1
用卡诺图化简逻辑函数
1.4 用卡诺图化简逻辑函数本次重点内容1、卡诺图的画法与性质2、用卡诺图化简函数 教学过程 应用卡诺图化简 一、卡诺图逻辑函数可以用卡诺图表示。
所谓卡诺图，就是逻辑函数的一种图形表示。
对n 个变量的卡诺图来说，有2n 个小方格组成，每一小方格代表一个最小项。
在卡诺图中，几何位置相邻（包括边缘、四角）的小方格在逻辑上也是相邻的。
二、最小项的定义及基本性质： 1、最小项的定义在n 个变量的逻辑函数中，如乘积项中包含了全部变量，并且每个变量在该乘积项中或以原变量或以反变量的形式但只出现一次，则该乘积项就定义为该逻辑函数的最小项。
通常用m 表示最小项，其下标为最小项的编号。
编号的方法是：最小项的原变量取1，反变量取0，则最小项取值为一组二进制数，其对应的十进制数便为该最小项的编号。
如最小项C B A 对应的变量取值为000，它对应十进制数为0。
因此，最小项C B A 的编号为m 0，如最小项C B A 的编号为m 4，其余最小项的编号以此类推。
2、最小项的基本性质：（1）对于任意一个最小项，只有一组变量取值使它的值为1，而其余各种变量取值均使它的值为0。
（2）不同的最小项，使它的值为1的那组变量取值也不同。
（3）对于变量的任一组取值，全体最小项的和为1。
图1.4.1分别为二变量、三变量和四变量卡诺图。
在卡诺图的行和列分别标出变量及其状态。
变量状态的次序是00，01，11，10，而不是二进制递增的次序00，01，10，11。
这样排列是为了使任意两个相邻最小项之间只有一个变量改变（即满足相邻性）。
小方格也可用二进制数对应于十进制数编号，如图中的四变量卡诺图，也就是变量的最小项可用m0, m１,m２,……来编号。
01 0100011110 01ABCABCDBA0001111000011110m m m mm m m mm mm m01230112233mmmmmmmmmmmmmmmm456789101112131415图1.4.1 卡诺图二、应用卡诺图表示逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数时，先将逻辑式中的最小项(或逻辑状态表中取值为1的最小项)分别用1填入相应的小方格内，其它的则填0或空着不填。
逻辑函数的卡诺图化简法
逻辑函数的卡诺图化简法逻辑函数的卡诺图化简法由前面的学习得知，利用代数法可以使逻辑函数变成较简单的形式。
但要求熟练掌握逻辑代数的基本定律，而且需要一些技巧，特别是经化简后得到的逻辑表达式是否是最简式较难确定。
运用卡诺图法可以较简便的方法得到最简表达式。
但首先需要了解最小项的概念。
一、最小项的定义及其性质1.最小项的基本概念由A、B、C三个逻辑变量构成的许多乘积项中有八个被称为A、B、C的最小项的乘积项，它们的特点是1. 每项都只有三个因子2. 每个变量都是它的一个因子3. 每一变量或以原变量(Ａ、Ｂ、Ｃ)的形式出现，或以反（非）变量(Ａ、Ｂ、Ｃ)的形式出现，各出现一次一般情况下，对ｎ个变量来说，最小项共有2n个，如n ＝3时，最小项有23＝8个2.最小项的性质为了分析最小项的性质，以下列出３个变量的所有最小项的真值表。
由此可见，最小项具有下列性质：（1）对于任意一个最小项，只有一组变量取值使得它的值为1，而在变量取其他各组值时，这个最小项的值都是0。
（2）不同的最小项，使它的值为1的那一组变量取值也不同。
（3）对于变量的任一组取值，任意两个最小项的乘积为0。
（4）对于变量的任一组取值，全体最小项之和为1。
3.最小项的编号最小项通常用mi表示，下标i即最小项编号，用十进制数表示。
以ABC为例，因为它和011相对应，所以就称ABC是和变量取值011相对应的最小项，而011相当于十进制中的3，所以把ABC记为m3按此原则，3个变量的最小项二、逻辑函数的最小项表达式利用逻辑代数的基本公式，可以把任一个逻辑函数化成一种典型的表达式，这种典型的表达式是一组最小项之和，称为最小项表达式。
下面举例说明把逻辑表达式展开为最小项表达式的方法。
例如，要将化成最小项表达式,这时可利用的基本运算关系,将逻辑函数中的每一项都化成包含所有变量A、B、C的项，然后再用最小项下标编号来代表最小项，即又如，要将化成最小项表达式，可经下列几步：（1）多次利用摩根定律去掉非号，直至最后得到一个只在单个变量上有非号的表达式；（2）利用分配律除去括号，直至得到一个与或表达式；（3）在以上第5个等式中，有一项AB不是最小项（缺少变量C），可用乘此项，正如第6个等式所示。
逻辑函数的化简
不利用随意项 的化简结果为：
Y AD AC D
利用随意项的化 简结果为：
Y D
3、变量互相排斥的逻辑函数的化简 在一组变量中，如果只要有一个变量取值为1，则其它变量 的值就一定为0，具有这种制约关系的变量叫做互相排斥的变量。 变量互相排斥的逻辑函数也是一种含有随意项的逻辑函数。
ＢＣ的公因子
3、卡诺图的性质 （1）任何两个（21个）标1的相邻最小项，可以合并为一项， 并消去一个变量（消去互为反变量的因子，保留公因子）。
AB C 0 1 00 1 0 01 0 1 11 0 1 10 1 0
A B C AB C BC
A BC ABC
AB CD 00 01 11 10 00 0 0 0 0 01 1 0 0 1 11 0 0 0 0
A BC A BC ABC ABC ( A C A C AC AC) B B
AB CD 00 01 11 10 00 0 1 0 0 01 1 1 1 1 11 0 1 1 0 10 0 1 0 0
CD
AB
AB CD 00 01 11 10 00 0 1 1 0 01 1 0 0 1 11 1 0 0 1 10 0 1 1 0
ＡＤ
ＢＤ
AB CD 00 01 11 10 00 1 0 0 1 01 0 1 1 0 11 0 1 1 0 10 1 0 0 1
ＢＤ
ＢＤ
（3）任何8个（23个）标1的相邻最小 项，可以合并为一项，并消去3个变量。
AB CD 00 01 11 10 00 0 1 1 0 01 0 1 1 0 11 0 1 1 0 10 0 1 1 0
卡诺图化简法
• 一、逻辑函数的卡诺图 • 二、合并最小项的规律 • 三、化简的方法及步骤
• 一、逻辑函数的卡诺图
1、卡诺图
• 对于一个N变量函数，用一个小 方块代表一个最小项，把所有 的最小项，即2N个小方块排列 起来，使之具有逻辑相邻和几 何相邻的一致性，所得的图形 就是N变量卡诺图。
00
01
m0 m4
m1 m5 m13
m3 m7 m15
m2 m6
11
m12
m14
10
m8
m9
m11
m10
四个相邻的最小项合并消去两个因子。
• 一行、一列、四个小方块组成 的大方块、四角等都可合并， 消去两个因子，合并的结果是 它们的公因子。
• 八个相邻的最小项合并消去三 个因子。
• 三、化简的方法及步骤
• 1、画出逻辑函数的卡诺图 • 2、合并最小项 • 3、写出最简与或表达式
最简的特点：
• 1、“圈”最少，表明项数最少 • 2、每个"圈"最大，表明每一项 因子最少
例
F m(0,2,5,6,8,9,10,11 ,12,13,14,15)
1、卡诺图
• 几何相邻：位置相邻。 • 逻辑相邻：如果最小项中，只 有一个因子不同，则称它们为 逻辑相邻。
1、卡诺图
•例
A BC
•
ABC
A BC D
A BC D
BC A 0 1 00 m0 01 m1 11 m3 10 m2
m4
m5
m7
m6
AB 00 01
CD 00
m0 m4 m12
01
m1 m5 m13
11
m3 m7 m15
卡诺图化简法
m 0 m 1 m 2 m 3 m 7
m (0,1,2,3,7)
2021/10/10
第6章
9
➢ 已知真值表，写出函数的最小项之和的形式
如果列出了函数的真值表，则只要将函数值为1的那些最 小项相加，便是函数的最小项表达式。
ABC Y
000 0 001 1 010 1 011 1 100 0 101 1 110 0 111 0
18
再如：
AC
BD
ABCDABCDABCDABCD ACD(BB)ACD(BB) CD(AA)CD
2021/10/10
BD
19
性质3：卡诺图中八个相邻1格的最小项可以合并成一个与项， 并 消去三个变量。
综上所述，在 n 个变量卡诺图中，若有2k个1格相邻（k为
0，1，2…，n）, 它们可以圈在一起加以合并，合并时可消去
相邻的两个最小项之和可以合并成一项，并消去一个变 量。如：
m 0 m 2 A B C A B C A ( B B ) C A C
第6章
2021/10/10
12
2.卡诺图
◆ 基本知识
卡诺图是由美国工程师卡诺（Karnaugh）首先提出的一种 用来描述逻辑函数的特殊方格图。
在这个方格图中，每一个方格代表逻辑函数的一个最小项， 而且几何相邻（在几何位置上，上下或左右相邻）的小方格具 有逻辑相邻性，即两相邻小方格所代表的最小项只有一个变量 取值不同。
的最简与或表达式
解：1画出函数F 的卡诺图。对于在函数 F 的标准与或表达式中出现
的那些最小项，在其卡诺图的对应小方格中填上1，其余方格不填；
2合并最小项。把图中所有的1格都圈起来，相邻且能够合并在 一起的1 格圈在一个大圈中； 3写出最简与或表达式。对卡诺图中所画每一个圈进行合并，保 留相同的变量，去掉互反的变量。
卡诺图化简逻辑表达式
卡诺图对于大规模逻辑电路的优化效果有限
随着逻辑电路规模的增大，卡诺图的化简过程变得复杂且耗时，难以在实际工程 中应用。
对于大规模逻辑电路，可能需要采用其他优化方法，如布尔代数、门级优化等， 以获得更好的优化效果。
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卡诺图化简逻辑表达式
• 卡诺图简介 • 卡诺图化简逻辑表达式的方法 • 卡诺图化简逻辑表达式的实例 • 卡诺图与其他化简方法的比较 • 卡诺图的局限性
01
卡诺图简介
卡诺图的定义
• 定义：卡诺图是一种用于表示二进制逻辑函数关系的图形表示 法，通过将逻辑函数输入变量的所有可能取值组合在网格中表 示出来，可以直观地观察到函数的最简形式。
卡诺图与布尔代数化简的比较
布尔代数化简
通过使用逻辑运算（与、或、非）的代数性质，如吸收律、分配律等，对逻辑表达式进 行简化。这种方法需要一定的数学基础，但在处理复杂逻辑表达式时可能较为繁琐。
卡诺图化简
利用图形直观地表示输入变量的所有可能组合，通过排除法简化逻辑表达式。卡诺图化 简简单易懂，不需要复杂的数学运算，特别适合初学者和解决多变量逻辑表达式的化简
问题。
卡诺图与公式化简的比较
公式化简
通过逻辑运算的公式和定理，对逻辑表达式 进行简化。这种方法需要熟练掌握各种逻辑 公式和定理，对于初学者有一定的难度。
卡诺图化简
利用图形化的方式表示输入变量的所有可能 组合，通过排除法简化逻辑表达式。卡诺图 化简直观、易于操作，不需要复杂的公式和 定理，特别适合初学者和解决多变量逻辑表 达式的化简问题。
05
卡诺图的局限性
卡诺图适用范围有限
1.4逻辑函数图形化简法
逻辑函数的图形法化简
卡诺图其实就是最小项方格图 *变量卡诺图 变量卡诺图 1. 二变量 卡诺图 二变量对应四个最小项 二变量对应四个最小项 B B A A 0 1
B
0
1
B
A 0 1
B
A AB AB
0 m0
1 m 1
A 0 1
B
0 0 2
1 1 3
A AB AB
m2
m3
将八个最小项按照逻辑相 *三变量 卡诺图： 邻性填入对应的小方格。 三变量 卡诺图： 邻性填入对应的小方格。 逻辑相邻： 逻辑相邻： 两个相邻最小项只有一 个变量不同，其它都相同。 个变量不同，其它都相同。
(1) 任一最小项，只有一组对应变量取值使其值为 1 ； 最小项， 对应规律： 0 ⇔ 反变量 对应规律：1 ⇔ 原变量 (2) 任意两个最小项的乘积为 0 ； ABC ABC AB = 1 C AB 1 。 1 0 1 C (3) 0 0 1 全体最小项之和为= 1
逻辑函数的图形法化简
3、最小项的编号： 、最小项的编号： 把与最小项对应的变量取值当成二进制数， 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， 表示。 相应的十进制数，就是该最小项的编号，用 mi 表示。 对应规律： 对应规律：原变量 ⇔ 1 反变量 ⇔ 0
几 何 相 邻
00 m0 m1 m3 m2 01 m4 m5 m7 m6 11 m12 m13 m15 m14 10 m8 m9 m11 m10
*五变量 *五变量 的卡诺图 对应三十二个 最小项
CDE 几何相邻 AB 000 001 011 010 110 111 101 100 00 m0 m1 m3 m2 m6 m7 m5 m4 01 m8 m9 m11 m10 m14 m15 m13 m12
1.3逻辑函数公式化简法
二、变量和常量的关系(变量：A、B、C…) 变量和常量的关系(变量： ) 与 或 非 异或
A· 1 =A A· 0 = 0
A + 0 = A A⋅ A = 0 A+ 1 = 1 A+ A=1
A⊕ 0 = A A⊕ 1 = A
逻辑函数的公式法化简
三、与普通代数相似的定理 交换律 结合律 分配律
A⋅ B = B⋅ A
综上： 综上：
Y = AB+ A ----- 最简与或式 C
最简与非 = AB⋅ A ⋅ C -----最简与非 – 与非式
= (A+ B) (A+C) ----- 最简或与式
最简或非 = A+ B + A+C -----最简或非 – 或非式
= AB + A C
----- 最简与或非式
结论：只要得到函数的最简与或式， 结论：只要得到函数的最简与或式，再用摩根定理 进行适当变换，就可以获得其它几种类型的最简式。 进行适当变换，就可以获得其它几种类型的最简式。
(5) AB+ A = A B+ AB B
逻辑函数的公式法化简
证明： 公式 (4) 证明：
AB+ A + BC = AB+ A C C
B 左 = AB + AC + ( A + A) BC A+ A = A
= AB + AC + ABC + ABC = AB+ A + C
推论
AB+ A + BCD= AB+ A C C
例如， 例如，已知 A + B = A ⋅ B (用函数 A + C 代替 A) ) 则 (A + C) + B = A + C ⋅ B = A⋅C ⋅ B 2. 对偶规则： 对偶规则： 式中“ 换成 换成“ 换成“ 将Y 式中“·”换成“+”,“+”换成“·” 换成 “0”换成“1”,“1”换成“0” 换成“ 换成“ 换成 换成 注意运算顺序： 注意运算顺序：括号 乘 加
逻辑函数的化简
1.3.4 逻辑函数的化简•对逻辑函数进行化简，可以求得最简逻辑表达式，也可以使实现逻辑函数的逻辑电路得以简化，这样既有利于节省元器件，也有利于提高可靠性。
•逻辑函数有如下三种化简方法：•公式化简法：利用逻辑代数的基本公式和规则来化简逻辑函数。
•图解化简法：又称卡诺图（Karnaugh Map）化简法。
•表格法：又称Q－M（Quine-McCluskey）化简法。
1.逻辑函数的公式化简法同一个逻辑函数，可以用不同类型的表达式表示，主要有以下五类：“与或”表达式、“或与”表达式、“与非”-“与非”表达式、“或非”-“或非”表达式、“与或非”表达式。
例如函数：=+Z AC AB“与或”表达式A B A C“或与”表达=++()()式AC AB“与非”-“与非”表达=⋅式=+++A B A C“或非”-“或非”表达式“与或非”表达式判断最简“与或”表达式的条件如下：(1)乘积项（即与项）个数最少的“与或”表达式；(2)当乘积项个数相等，则每个乘积项中因子（即变量）的个数最少的“与或”表达式。
例1-5 以下4个“与或”表达式是相等的，即它们表示同一个函数：(1)(2)(3)(4)=+++=++=++=++Z AC BC AB ACAC ABC ACAC BC ACAC AB AC 试判断哪一个是最简“与或”表达式。
(1)(2)(3)(4)=+++=++=++=++Z AC BC AB ACAC ABC ACAC BC ACAC AB AC 解：根据判断条件（1），式（1）含有4个与项，而式（2）～（4）都含有3个与项，因此，式（2）～（4）有可能最简；进一步比较与项中个数，式（3）和式（4）中，各与项都含2个变量，而式（2）中有一个与项含3个变量。
结论：式（3）和式（4）同为该函数的最简“与或”表达式。
公式法化简：借助定律和定理化简逻辑函数，常用以下几种方法。
(1)并项法利用互补率1A A +=()+=+=A BC A BC A B C C A B()()+++=⋅⊕+⋅⊕=A BC BC A BC BC A B C A B C A+=B ABD B，将两项合并为一项，合并时消去一个变量，如：(2)吸收法利用定理1（A + AB = A ），吸收掉（即除去）多余的项，如：(3)消去法利用定理2（+=+A AB A B ()++=++=+=+AB A C BC AB A B C AB ABC AB C(4)配项法根据互补律，利用()=+B A A B +A A ()()+++=+++++AB BC BC AB AB BC A A BC AB C C =+++++AB BC ABC A BC ABC ABC()()()=+++++AB ABC BC ABC A BC ABC =++AB BC A C），消去多余的因子，如：，先添上（）作配项用，以便最后消去更多的项。
3-3 逻辑函数的卡诺图化简法
F A, B, C BC A A BC ABC ABC m2 m6
A BC 0 1 00 0 0 01 0 0 11 0 0 10 1 1
方法二：将逻辑式表示成与或式，与项代表的最小项 在卡诺图中出现在行变量与列变量的交叉位置。在与项中 未出现的变量既以原变量形式出现，也以反变量形式出现。
2345任何n个变量的卡诺图是一块矩形区域该区域被划分为2个小方格每个小方格代表一个最小项所有最小项按一定顺序排列使几何相邻的最小项在逻辑上也相邻
3.5 逻辑函数的卡诺图化简法
3.5.1 最小项与最大项
1. 最小项与最大项的定义 最小项：n个变量的最小项是这n个变量的逻辑乘，每 个变量以原变量或反变量的形式出现且只出现一次。
ABC ABC ABC m7 m6 m0 m 0,6,7
或与标准型：任何一个逻辑式都可以表示成若干个最大项 积的形式。 F A, B, C m 0,6,7
m1 m2 m3 m4 m5 m1 m2 m3 m4 m5 M1M 2 M3M 4 M5 M 1,2,3,4,5
最大项：n个变量的最大项是这n个变量的逻辑和，每 个变量以原变量或反变量的形式出现且只出现一次。
三变量最小项和最大项的表示方法
2. 最小项和最大项的性质 (1) 给定n个变量的一组取值，这n个变量的2n个最小项中只 有一个等于1，2n个最大项中只有一个等于0。
(2) 全部最小项之和恒等于1；全部最大项之积恒等于0。 (4) 若干个最小项的和等于其余最小项和的反。
m2 m6
m18
14 逻辑函数的卡诺图化简法
Y ABC D ACD AC
例：试将逻辑函数
展为最小项之和的形式。
《数字电子技术》
1.4 逻辑函数的卡诺图化简法
三、逻辑函数的“最大项之积”形式——标准“或与”表
达式 证明：任何一个逻辑函数都可以化成最大项之积的标 准形式。 例：试将逻辑函数
Y ABC BC
化为最大项之积的标准形式。
（4）任意两个最小项的乘积为0； （5）具有相邻性的两个最小项之和可以合并成一项 并消去一对因子。 2、最大项 在n变量函数中，若M为n个变量之和，且这n个变 量均以原变量或反变量的形式在M中出现一次，则称M 为该组变量的最大项。
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1.4 逻辑函数的卡诺图化简法
表1-4-2
三变量最大项编号表
（4）任意两个最大项之和为1；
（5）只有一个变量不同的两个最大项的乘积等于 各相同变量之和。
《数字电子技术》
1.4 逻辑函数的卡诺图化简法
二、逻辑函数的“最小项之和”形式——标准“与或”表 达式
A A 1
利用基本公式 ，可将任何一个逻辑函
数化为最小项之和的标准形式。这种标准形式在逻辑函数
的化简以及计算机辅助分析和设计中得到了广泛的应用。
《数字电子技术》
1.4 逻辑函数的卡诺图化简法
③ 圈的个数应尽可能少，因为一个圈对应一个与
项，即与项最少； 例：
CD AB CD
00 1 0 0 0
01 1 1 0 0
1.4 逻辑函数的卡诺图化简法
§1.4
逻辑函数的卡诺图化简法
§1.4.1 逻辑函数的两种标准形式 任何一个逻辑函数均可化成“最小项之和”与“最大 项之积”这两种标准形式。 一、最小项和最大项定义 1、最小项 在n变量逻辑函数中，若m为包含n个因子的乘积项， 而且这n个变量均以原变量或反变量的形式在m中出现一 次，则称m为该组变量的最小项。
逻辑函数的化简逻辑函数的最简形式逻辑函数的公式化简法
BC ( D D) BC ( D D)
BC BC
B (C C ) B
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第五节 逻辑函数的化简
2.吸收法 利用公式
A A B A
Y1 AB ABC ABD AB(C D ) [例2.5.5]：
Y A( BC ) ABC [例2.5.3]： A(( BC ) BC ) A
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第五节 逻辑函数的化简
[例2.5.4]：用并项法将
Y BCD BCD BCD BCD
化简为最简与-或表达式。 解： Y BCD BCD BCD BCD
第五节 逻辑函数的化简
[例2.5.8]：
Y2 AC AB BC ( AC ( BD ))
AC AB
[例2.5.9]：
Y3 ABCD ( AB ) E ACDE
ABCD ( AB) E
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第五节 逻辑函数的化简
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第五节 逻辑函数的化简
5.配项法 根据公式
A A A
可在逻辑函数式中重复写入某一项。 [例2.5.12]： Y
ABC ABC ABC
ABC ABC ABC ABC
AB(C C ) ( A A)BC
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第五节 逻辑函数的化简
第五节 逻辑函数的化简
逻辑函数的最简形式 逻辑函数的公式化简法 逻辑函数的卡诺图化简法
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逻辑函数的图形化简法
一、最小项
1．最小项的特点（以三变量A，B，C为例）每项都只有三个因子（A，B，C）；每个变量都是它的一个因子；每一变量或以原变量(A，B，C)形式消失，或以非变量(A非，B非，C非)形式消失；每个乘积项的组合仅消失一次，且取值为
1；最小项可以编码。
2．最小项表达式及书写形式：最小项表达式是由若干个最小项相加的与—或表达式。
任何一个规律表达式都可以化成最小项表达式。
2.一个规律函数，假如有n个变量，则有2n个最小项。
最小项的基本性质：a．只有一组取值使之为“1” b．任二最小项乘积与“0” c．所的最小项之和为“1”
例：3变量A，B，C，有23＝8个最小项，其形式为：
二、卡诺图（Karnaugh Map）1．卡诺图画法：三变量卡诺图:
说明:三变量卡诺图由8个最小项m0—m7组成，每个最小项占一个方格；
AB组合中左数位代表A变量，右数位代表B变量。
沿横向从一个方格进行到下一个方格时，两个数位只变化一个；原变量与非变量各
占4格。
四变量卡诺图:
说明:
四变量卡诺图由16个最小项m0—m15组成，每个最小项占一个方格；纵向方向因有两个变量CD，增加了8个方格，CD变化规律同AB；原变量与非变量各占8格。
2．相邻的概念二小格相邻组合:
例如:卡诺图中，有F（A，B，C，D）=∑m(2，3，8，10，12)
（m8、m12）、（m2、m3）几何相邻，（m2、m10）规律相邻
四小格相邻组合：四小格相邻时，4个最小项可合并成1项，且可消去两个变量。
八方格相邻组合：
八方格相邻时，8个最小项可合并成1项，且可消去三个变量。
三、用卡诺图简化规律函数1．用卡诺图化简规律函数基本步骤：
2．几个留意点：必需使每个方格(最小项)至少被包含一次；使每个组合包含尽可能多的方格；全部的方格包含在尽可能少的不同组合中。
未用最小项表示的规律函数的简化：规律函数未用(最小项)
表示照样可以化简。
（/版权全部)假如F采纳与—或表达式，在填入卡诺图过程中先把函数绽开成标准与--或式，再填入卡诺图中进行化简。
3．具有约束项的规律函数的化简任意项又叫无关项，是一种最小项，其值可以取0或1。
利用任意项这一特点，可以使函数简化。
任意项用“×”（或“d”）表示，利用无关项化简原则：① 无关项即可看作“1”也可看作“0”。
②卡诺图中，圈组内的“×”视为“1”，圈组外的视为“0”。