第3章 逻辑代数与逻辑函数

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第三章布尔代数与逻辑函数化简

第三章布尔代数与逻辑函数化简
F = A B C + BC( A + A) + A C ( B + B) = A B C + ABC + A BC + AB C + A B C
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
和 ( A + A)
_
乘第二项和第三项, ( B + B)
_
(2) 真值表法。将原逻辑函数A、B、C 取不同 值组合起来,得其真值表,而该逻辑函数是将F=1 那些输入变量相或而成的,如表3 - 3所示。
_ _ _ _
_
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_ _
= A B + A B + ( A B + A B )CD
令 A B + A B = G, 则
F = G + G CD = G + CD = A B + A B + CD
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3. 应用多余项定律 ( AB + A C + BC = AB + A C )
例 10 解 化简
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
此例就是用 (C + C ) 和 ( A + A) 分别去乘第三项和第四项, 然后再进行化简。
_
_
6. 添项法
在函数中加入零项因子 x . x 或 x . x f ( AB . ..) ,利用 加进的新项,进一步化简函数。 例 14 化简 = AB C + ABC AB 。 F
第三章 布尔代数与逻辑函数化简
3.1 3.2 3.3 基本公式和规则 逻辑函数的代数法化简 卡诺图化简

第3章 布尔代数与逻辑函数化简

第3章 布尔代数与逻辑函数化简

布尔代数与逻辑函数化简
(二) 逻辑代数的特殊定理
吸收律 A + AB = A
A + AB = A (1 + B) = A
布尔代数与逻辑函数化简
(二) 逻辑代数的特殊定理
吸收律 A + AB = A 推广公式:
摩根定律(又称反演律) 推广公式: A+B A B A· B A B A+B A · B 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 0 A 0 0 思考:(1) 若已知 A + B = 1 + C,则 B = C 吗? 1 0 1 1 1 0 0 0 (2) 若已知 AB = AC,则 B = C 吗? 1 1 0 0 1 1 0 0
逻辑变量与常量的运算公式
0–1律 0+A=A 1+A=1 1· =A A 0· =0 A
重叠律
A+A=A A· =A A
互补律
还原律
布尔代数与逻辑函数化简
二、基本定律
(一) 与普通代数相似的定律
交换律 结合律 分配律 A+B=B+A (A + B) + C = A + (B + C) A (B + C) = AB + AC A· =B· B A (A · · = A · · B) C (B C) A + BC = (A + B) (A + C) 普通代数没有! 逻辑等式的 证明方法 利用真值表
例如 A 0 0 0 0 1 1 1 1 B 0 0 1 1 0 0 1 1 C 0 1 0 1 0 1 0 1 Y 1 0 0 0 0 0 0 1
逻辑式为
ABC
布尔代数与逻辑函数化简

第3章 逻辑代数基础

第3章 逻辑代数基础

15
3.3.3 配项法
利用公式 A A 1 给某一个与项配项,然后将其拆分 成两项,再和其它项合并。 例3-9 化简
F AB AC BC
利用公式A+A=A,为某项配上所能合并的项
例3-10 化简
F ABC ABC ABC ABC
16
3.3.4
利用公式7
消去冗余项法
(利用 A A 1 的公式)
(1)F ABC ABC
(2)F ABC ABC BC
14
3.3.2 吸收法
利用公式 A AB A 和
例3-8 化简
A AB A B
(1) F AB ABCD( E F )
(2)F AB C ACD BCD
注 意 变 量 顺 序 !
34
例子:将 AB AC BC用卡诺图表示。 F
方法一:将一般形式的逻辑函数化为标准与或表达式;

A
BC 00 01 11 10

0 1
0 1
1 1
1 0
1 1
35
例子:将 F

m(4,5,9,11,12,13,14,15)用卡诺图表示。
按照格雷码顺序进行行和列的排列,使得每行和每列的相邻方格 之间仅有一位变量发生变化。
BC
C
00 01
m1 m5
A
0 1
11
m3 m7
பைடு நூலகம்10
m2 m6
AB 00 01 11 10
0 m0 m2 m6 m4
1 m1 m3 m7 m5
32
m0 m4
3变量卡诺图
CD AB 00 00 m0 m4 m12 m8 01 m1 m5 m13 m9 11 m3 m7 m15 m11 10 m2 m6 m14 m10

《数字逻辑》第3章习题答案

《数字逻辑》第3章习题答案


【3-1】填空: (1) 逻辑代数中有三种最基本运算: 与 、 或 和 非 ,在此基础上又派生出五种基本运算, 分别为 与非 、 或非 、 异或 、 同或 、和 与或非 。 (2) 与运算的法则可概述为:有 0 出 0 ,全 1 出 1 ;类似地,或运算的法则为 有”1”出”1”, 全”0”出”0” 。 (3) 摩根定理表示为: A B = A B ; A B = A B 。 (4) 函数表达式 Y= AB C D ,则其对偶式为 Y ' = ( A B)C D 。 积的形式结果应为 M ( 0,1,2,4,5,8,9,10)。 (5) 函数式 F=AB+BC+CD 写成最小项之和的形式结果应为 m ((3,6,7,11,12,13,14,15)), 写成最大项之
0 0 1 1 1 1
1 1 0 0 1 1
0 1 0 1 0 1
1 1 0 0 1 0
【3-8】写出下列函数的反函数 F ,并将其化成最简与或式。 (1) F1 ( A D )( B C D)( AB C ) (2) F2 ( A B )( BCD E )( B C E )(C A) (3) F3 A B C A D (4) F4 ( A B)C ( B C ) D 解: (1) F1 AD C (2) F2 AB A C E (3) F3 AB AC A D (4) F4 BC C D ABD A B C 【3-9】用对偶规则,写出下列函数的对偶式 F ,再将 F 化为最简与或式。 (1) F1 AB B C A C (2) F2 A B C D (3) F3 ( A C )( B C D)( A B D) ABC (4) F4 ( A B )( A C )( B C )(C D) (5) F5 AB C CD BD C 解:题中各函数对偶函数的最简与或式如下: (1) F1 A BC AB C (2) F2 A B D A C D (3) F3 AC A BD (4) F4 A BC B C CD (5) F5 ABC D (6) F6 AB C D 【3-10】已知逻辑函数 F A B C , G=A⊙B⊙C,试用代数法证明: F G 。 解:

数字电子技术教案第3章 逻辑代数基础

数字电子技术教案第3章 逻辑代数基础
重点难点:重点:逻辑函数的表达式描述方法。
难点:任意项和非完全描述函数。
方法步骤:理论讲授、例题讲解、课堂练习、课堂提问。
器材保障:多媒体电脑、投影仪、扩音设备。
教学内容与时间安排:
首先,在黑板上简单举例说明逻辑函数常见的两种描述方式——真值表、表达式,或者叫做“表现形式”。
一、描述方式之一——真值表
本次课小结:
本次课,首先学习了逻辑函数的两种描述方式——真值表和表达式,在 “表达式描述方式”这一部分内容中,又包括表达式的类型、标准的表达式;然后了解了不同描述方式之间的相互转换的方法;最后学习了非完全描述的逻辑函数和任意项。
至此,本课程的第一部分内容已经结束。对这一部分的知识结构、主要内容及学习要求做一个简单的梳理和总结。
(三) 逻辑关系、逻辑函数与数字电路
通过幻灯片上的表格说明三者之间的一一对应关系。
二、常见的逻辑运算
注意强调逻辑关系、逻辑运算和逻辑门之间的联系;注意指出三种逻辑关系、逻辑运算和逻辑门的特点;再次强调逻辑运算与普通代数运算的区别;三种逻辑运算的优先级不同;要求学生认识逻辑门的三套符号,使用国标符号。
1和0的概念是真与假、高与低、导通与截止等对应。
注意三个域之间的对应:逻辑关系、逻辑运算、逻辑门。
注意总结每种逻辑门的特点。
基本定理是等式证明、公式变换的依据。
三条规则熟练掌握应用。
总结知识点,提示知识预习。
内容
备注
《数字电子技术》课程教案
讲课题目:第05讲 逻辑代数(2) —逻辑函数的描述方式
目的要求:1、掌握逻辑函数的两种描述方式——真值表、表达式;2、理解最小项、最大项和任意项的概念。
前面提到,在逻辑函数的真值表中,自变量的每一组取值组合都代表着一个最大项和最小项。如果自变量的某个取值组合令函数值为1,则这个取值组合所代表的最小项就会出现在函数的最小项表达式中;如果自变量的某个取值组合令函数值为0,则这个取值组合所代表的最大项就会出现在函数的最大项表达式中。

第三章 逻辑函数化简

第三章 逻辑函数化简

一:布尔代数的基本公式公式名称公式1、0-1律A*0=0 A+1=12、自等律A*1=A A+0=A3、等幂律A*A=A A+A=A4、互补律A*A=0 A+A=15、交换律A*B=B*A A+B=B+A6、结合律A*(B*C)=(A*B)*C A+(B+C)=(A+B)+C7、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=A9、吸收律2A(A+B)=A A+AB=A10、吸收律3A(A+B)=AB A+AB=A+B11、多余项定律(A+B)(A+C)(B+C)=(A+B)(A+C)AB+AC+BC=AB+AC12、否否律()=A13、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。

第一章 数字逻辑电路基础知识

第一章    数字逻辑电路基础知识
=(11.625)D
(DFC.8)H =13×162+15×161+12×20+8×16-1 =(3580 .5)D
二. 二进制数←→十六进制数
因为24=16,所以四位二进制数正好能表示一位十六进制数的16个数码。反过
来一位十六进制数能表示四位二进制数。
例如:
(3AF.2)H 1111.0010=(001110101111.0010)B 2
第一章 数字逻辑电路基础知识
1.1 数字电路的特点 1.2 数制 1.3 数制之间的转换 1.4 二进制代码 1.5 基本逻辑运算
数字电路处理的信号是数字 信号,而数字信号的时间变 量是离散的,这种信号也常 称为离散时间信号。
1.1 数字电路的特点
(1)数字信号常用二进制数来表示。每位数有二个数码,即0和1。将实际中彼此 联系又相互对立的两种状态抽象出来用0和1来表示,称为逻辑0和逻辑1。而且在 电路上,可用电子器件的开关特性来实现,由此形成数字信号,所以数字电路又 可称为数字逻辑电路。
例如: (1995)D=(7CB)H =(11111001011)B
或 1995D =7CBH=11111001011B 对于十进制数可以不写下标或尾符。
1.3 不同进制数之间的转换
一.任意进制数→十进制数: 各位系数乘权值之和(展开式之值)=十进制数。 例如: (1011.1010)B=1×23+1×21+1×20+1×2-1+1×2-3
逻辑运算可以用文字描述,亦可用逻辑表达式描述,还可 以用表格(这种表格称为真值表)和图形( 卡诺图、波形 图)描述。
在逻辑代数中有三个基本逻辑运算,即与、或、非逻辑运 算。
一. 与逻辑运算

第三章逻辑函数及其化简

第三章逻辑函数及其化简

AB C ABC ABC
Y ( A, B, C ) m3 m6 m7 或: m (3,6,7)
最小项也可用“mi” 表示,下标“i”即最小项 的编号。编号方法:把最小项取值为1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,就是该最小项的编号。
三变量最小项的编号表
2、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 形式——标准与或表达式。而且这种形式是唯一的, 就是说一个逻辑函数只有一种最小项表达式。 例13 将Y=AB+BC展开成最小项表达式。 解: Y AB BC AB (C C ) ( A A) BC
或:
Y AB AB A
代入规则
2、吸收法 利用公式A+AB=A进行化简,消去多余项。 例6 化简函数 解:
Y A B A B CD( E F )
Y A B A B CD( E F ) AB
例7 化简函数
Y ABD C D ABC D( E F EF )
第四节
逻辑函数的卡诺图化简法
用代数法化简逻辑函数,需要依赖经验和技巧,有 些复杂函数还不容易求得最简形式。下面介绍的卡 诺图化简法,是一种更加系统并有统一规则可循的 逻辑函数化简法。 一、最小项及最小项表达式 1、最小项 设A、B、C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: ①每个乘积项都只含三个因子,且每个变量都是 它的一个因子; ②每个变量都以反变量(A、B、C)或以原变量(A、 B、C)的形式出现一次,且仅出现一次。
归纳简化任意逻辑函数的方法:
(1) A AB A (吸收法) AB AC BC AB AC (2) A AB A B (消去法) (3)AB AB A (并项法) (4)A A A A A 1 (配项法)

第3章(1) 逻辑代数

第3章(1)  逻辑代数

3.2 逻辑函数的卡诺图化简法
3.2.1 最小项的定义及其性质
1、最小项 ⑴、定义:
在n个变量逻辑函数中,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。
例:3变量逻辑函数中
ABC , ABC, ABC , ABC, ABC , ABC, ABC , ABC 是最小项
一、化简的意义和最简的概念 1、化简的意义
• 节省器材。元器件减少,成本降低。
• 提高了工作的可靠性。单个门电路减少,输入、输出头减 少,电路的工作可靠性提高
· 例: A B·
·· &

&
C
·1
&
≥1 Y=ABC+ABC+ABC
A
&
Y=ABC+ABC+ABC
B
≥1
C
=A(BC+BC+BC) =A(BC+BC+BC+BC) =A(B+C)
4、配项法:
利用 A=A(B+ B )作配项用,然后消去更多的项 Z=AB+ A C+BC=AB+ A C+(A+ A )BC
=AB+ A C+ABC+ A BC=AB+ A C 也可利用 A+1=1 或 A+A=A 来配项
Z=ABC+ A BC+ AB C=ABC+ A BC+ AB C+ABC =(A+ A )BC+( AB +AB)C=BC+C=C
3.1.1 逻辑代数的基本定律和恒等式 1 基本关系 加运算规则: 0+0=0 ,0+1=1 ,1+0=1,1+1=1 A+0 =A,A+1 =1,A+A A+A =1 =A, 乘运算规则: 0•0=0 0•1=0 1•0=0 1•1=1

第三章 逻辑代数与 逻辑函数

第三章   逻辑代数与 逻辑函数

4
0100 0
5
0101 1
+∑d(11,12,13,14,15)
6
0110 0
7
0111 1
CD AB 00 01 11 10
00 0 1 1 0 01 0 1 1 0
11 ×0 ×0 ×0 ×0 10 0 1 ×0 ×
F=D
F = AD+BCD
8
1000 0
9
1001 1
1010 ×

1011 ×
•与或表达式易于从真值表直接写出,而且只需运用一次摩根 定律就可以从最简与或表达式变换为与非-与非表达式,从而 可以用与非门电路来实现。
二. 逻辑函数代数法化简
•最简与或表达式有两个特点: 1.与项(即乘积项)的个数最 少; 2.每个与项中变量的个数最少。
1.消去多余项: 例 F=AB+ABC(E+F)=AB
2.消去合并项: 例 F=ABC+ABC =A(BC+BC)=A
3.消去因子:
例 F=AB+AC+BC
=AB+(A+B)C=AB+ABC=AB+C
4.添加项配项: 例 F=AB+BC+BC+AB
=AB+BC+BC+AB+AC =AB+BC+AC
•对较简单逻辑函数用代数化简很方便。对较复杂的逻辑 函数化简不但要求熟练掌握逻辑代数的基本公式,而且 需要一些技巧,特别是较难掌握获得代数化简后的最简 逻辑表达式的方法。
二. 基本运算定律
1.交换律:A B=B A A+B=B+A A + B=B + A 2.结合律:A(B C)=(A B)C (A+B)+C=A+(B+C)

第三章 逻辑代数基础 作业题(参考答案)

第三章 逻辑代数基础 作业题(参考答案)

第三章逻辑代数基础(Basis of Logic Algebra)1.知识要点逻辑代数(Logic Algebra)得公理、定理及其在逻辑代数化简时得作用;逻辑函数得表达形式及相互转换;最小项(Minterm)与最大项(Maxterm)得基本概念与性质;利用卡诺图(Karnaugh Maps)化简逻辑函数得方法。

重点:1.逻辑代数得公理(Axioms)、定理(Theorems),正负逻辑(Positive Logic, Negative Logic)得概念与对偶关系(Duality Theorems)、反演关系(plement Theorems)、香农展开定理,及其在逻辑代数化简时得作用;2.逻辑函数得表达形式:积之与与与之积标准型、真值表(Truth Table)、卡诺图(Karnaugh Maps)、最小逻辑表达式之间得关系及相互转换;3.最小项(Minterm)与最大项(Maxterm)得基本概念与性质;4.利用卡诺图化简逻辑函数得方法。

难点:利用卡诺图对逻辑函数进行化简与运算得方法(1)正逻辑(Positive Logic)、负逻辑(Negative Logic)得概念以及两者之间得关系。

数字电路中用电压得高低表示逻辑值1与0,将代数中低电压(一般为参考地0V)附近得信号称为低电平,将代数中高电压(一般为电源电压)附近得信号称为高电平。

以高电平表示1,低电平表示0,实现得逻辑关系称为正逻辑(Positive Logic),相反,以高电平表示0,低电平表示1,实现得逻辑关系称为负逻辑(Negative Logic),两者之间得逻辑关系为对偶关系。

(2)逻辑函数得标准表达式积之与标准形式(又称为标准与、最小项与式):每个与项都就是最小项得与或表达式。

与之积标准形式(又称为标准积、最大项积式):每个或项都就是最大项得或与表达式。

逻辑函数得表达形式具有多样性,但标准形式就是唯一得,它们与真值表之间有严格得对应关系。

3. 布尔代数与逻辑函数化简

3. 布尔代数与逻辑函数化简

F AB CD E
F A B C D E
G A B C D E
对偶规则:如果两个函数相等,则它们的对偶函数也相等。 利用对偶规则,可以使要证明及要记忆的公式数目减少一半。例如:
A B A B A
A( B C ) AB AC
( A B) ( A B ) A
3.1.2
基本法则
(1)代入法则:逻辑等式中的任何变量A,如果将所有出现 A的位置都用另一个逻辑函数Z代替,则等式仍然成立。这个规 则称为代入法则。 例如,已知等式 AB A B ,用函数Y=AC代替等式中 的A,根据代入法则,等式仍然成立,即有:
( AC ) B AC B A B C
2、吸收法 (1)利用公式A+AB=A,消去多余的项。 是另 项 是 Y1 A B A BCD( E F ) A B 多外 的 另 运用摩根定律 余 一 因 外 如 的个 子 一 果 。乘 , 个 乘 Y2 A B CD ADB A BCD AD B 积则乘积 项这积项 ( A AD) ( B BCD) A B (2)利用公式A+AB=AB,消去多余的变量。 因项 的 Y AB C A C D BC D 子 的 反 Y AB A C B C 如 AB C C ( A B) D 是 因 是 果 多子 另 一 AB ( A B )C 余, 一 个 AB C ( A B) D 的则 个 乘 AB ABC AB C AB D 。这 乘 积 个积项 AB C AB C D
双重否定律: A A
分别令A=0及 A=1代入这些 公式,即可证 明它们的正确 性。
(3)基本定理

第3章 布尔代数与逻辑函数化简

第3章 布尔代数与逻辑函数化简

F = GC + G C = G = A B
布尔代数与逻辑函数化简
例8. F = A B C + AB C 解:令 B C = G ,则
F = A G + AG = A
例9. F = A B C + A B C + A B C + AB C 解:原式 = A C + A C = C 利用等幂律,一项可以重复用几次。 利用等幂律,一项可以重复用几次。
F = AB + AC = A B + A C
布尔代数与逻辑函数化简
2. 逻辑函数不同形式的转换 逻辑函数的形式是多种多样的, 逻辑函数的形式是多种多样的,一个逻辑问题可以用 多种形式的逻辑函数来表示, 多种形式的逻辑函数来表示,每一种函数对应一种逻辑电 路。逻辑函数的表达形式通常可分为五种:与或表达式、 逻辑函数的表达形式通常可分为五种:与或表达式、 与非−与非表达式、与或非表达式、或与表达式、或非 或 与非 与非表达式、与或非表达式、或与表达式、或非−或 与非表达式 非表达式。 非表达式。
布尔代数与逻辑函数化简
例10. F = A B C D + A B C D + A BCD + AB C D + A B C D , 与其余四项均是相邻关系,可以重复使用。 其中 A B C D 与其余四项均是相邻关系,可以重复使用。 解:
ABC D + ABC D = BC D A B C D + AB C D = AC D A B C D + A B CD = A B D ABC D + ABC D = ABC
F = A B + AC
布尔代数与逻辑函数化简

第三章 逻辑函数化简

第三章 逻辑函数化简

一:布尔代数的基本公式公式名称公式1、0-1律A*0=0 A+1=12、自等律A*1=A A+0=A3、等幂律A*A=A A+A=A4、互补律A*A=0 A+A=15、交换律A*B=B*A A+B=B+A6、结合律A*(B*C)=(A*B)*C A+(B+C)=(A+B)+C7、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=A9、吸收律2A(A+B)=A A+AB=A10、吸收律3A(A+B)=AB A+AB=A+B11、多余项定律(A+B)(A+C)(B+C)=(A+B)(A+C)AB+AC+BC=AB+AC12、否否律()=A13、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。

第3章 逻辑代数

第3章 逻辑代数
解解::Y Y ABACBCBBDDAABCBCDD
mmm50 5mm1m7 m72mm8m83mmm994mmm11600mmm111133 m 1mm21155m14 mm((55,,77,,88,,99,,1100,,1133,,1155)) MAMB0 MC0M1DM1M2AM2BM3CM3DM4M4MA6BM6MC11D11MM1A122MBMC1144D ABMCMD((00,,11A,,22B,,33C,,44D,,66,,11A11,B,11C22,,1D144))ABC D ABC D
2 真值表
输入变量 输出 A B C···· Y1 Y2 ···· 输入变量所 输出对应的取值 有可能的取 值
ABC F 000 0 001 0 010 0 011 1 100 0 101 1 110 1 111 1
2. 逻辑函数(表达)式 将逻辑函数中输出变量与输入变量之间的逻辑关系 用与、或、非三种运算符号连接起来的表达式
交换律
7
A·(B·C) = (A·B)·C
16 A+(B+C)=(A+B)+C 结合律
8
A·(B+C)=A·B + A·C 17 A+B·C =(A+B) ·(A+C) 分配律
9
AB A B
18
A B AB
反演律
公式(17)的证明:A+BC=(A+B)(A+C)
证明:
右边 =(A+B)(A+C)
偶式,记作 Y 。
所谓对偶定理是指,若两个逻辑函数式相等,那 么它们的对偶式也相等。
AB AC BC AB AC
( A B)( A C)(B C) ( A B)( A C)

逻辑代数的运算公式和规则

逻辑代数的运算公式和规则

• 若把式其中反的函运数算为符F“.”(A换成B“) •+”A,• C“+”B •换(A成“B.”;C)

常量“0”换成“1”,“1”换成“0”;
• 原或变量F换成(反A变量B,) •反(A变量C换)成• B原•变(A量 B C)
那么得到的新函数式称为原函数式F的反函数式。
注:
重叠律 反演律 还原律 合并律 吸收律 消因律 包含律
证明方法
利用真值表
例:用真值表证明反演律
A B AB A+ B A• B A+B
00 1
1
1
1
01 110 Nhomakorabea0
10 1
1
0
0
11 0
0
0
0
A• B= A+B A+ B=AB
利用基本定律
例:证明包含律 AB AC BC AB AC成立
• 函数式中有“”和“⊙”运算符,求反
函数及对偶函数时,要将运算符“”换成 “⊙”, “⊙”换成“”。
公式可推广: AB AC BCDE AB AC
逻辑代数的运算公式和规则
• 三个基本运算规则
• 代入规则: 任何一个含有某变量的等式,如果等
式中所有出现此变量的位置均代之以 一个逻BC辑替函代数B 式,则此等式依然成立
例: A• B= A+B 利用反演律 得 ABC A BC A B C
由此反演律能推广到n个变量:
A1 • A2 • • A n A1 A2 A n A1 A2 A n A1 • A2 • • A n
基本运算规则
•对例于反:任演意F规(一A则、个:B逻、辑C函)数A式BF, 做(A如下C处) B理:A • B • C

第三章逻辑代数基础作业题(参考答案)

第三章逻辑代数基础作业题(参考答案)

第三章逻辑代数基础(Basis of Logic Algebra)1.知识要点逻辑代数(Logic Algebra)的公理、定理及其在逻辑代数化简时的作用;逻辑函数的表达形式及相互转换;最小项(Minterm)和最大项(Maxterm)的基本概念和性质;利用卡诺图(Karnaugh Maps)化简逻辑函数的方法。

重点:1.逻辑代数的公理(Axioms)、定理(Theorems),正负逻辑(Positive Logic, Negative Logic)的概念与对偶关系(Duality Theorems)、反演关系(Complement Theorems)、香农展开定理,及其在逻辑代数化简时的作用;2.逻辑函数的表达形式:积之和与和之积标准型、真值表(Truth Table)、卡诺图(Karnaugh Maps)、最小逻辑表达式之间的关系及相互转换;3.最小项(Minterm)和最大项(Maxterm)的基本概念和性质;4.利用卡诺图化简逻辑函数的方法。

难点:利用卡诺图对逻辑函数进行化简与运算的方法(1)正逻辑(Positive Logic)、负逻辑(Negative Logic)的概念以及两者之间的关系。

数字电路中用电压的高低表示逻辑值1和0,将代数中低电压(一般为参考地0V)附近的信号称为低电平,将代数中高电压(一般为电源电压)附近的信号称为高电平。

以高电平表示1,低电平表示0,实现的逻辑关系称为正逻辑(Positive Logic),相反,以高电平表示0,低电平表示1,实现的逻辑关系称为负逻辑(Negative Logic),两者之间的逻辑关系为对偶关系。

(2)逻辑函数的标准表达式积之和标准形式(又称为标准和、最小项和式):每个与项都是最小项的与或表达式。

和之积标准形式(又称为标准积、最大项积式):每个或项都是最大项的或与表达式。

逻辑函数的表达形式具有多样性,但标准形式是唯一的,它们和真值表之间有严格的对应关系。

逻辑代数基础

逻辑代数基础

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2011-2-26
武汉科技学院计科系
Incompletely Specified Functions (Don't Care Terms)
57
2011-2-26
武汉科技学院计科系
Truth table for binary to EX-3 BCD code conversion
58
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武汉科技学院计科系
2.2 逻辑代数
对偶规则:如果将逻辑函数表达式Y中所有 的“.”、“+”互换,逻辑变量不变,则所得 到的新函数表达式为原函数Y的对偶式 。 Y 例:已知函数 Y = A + BC 则根据反演规则可得到 Y = A( B + C ) 性质:若两个逻辑函数表达式相等,则它们 的对偶式也相等。
2 逻辑代数基础
逻辑函数 逻辑代数 化简
1
2011-2-26
武汉科技学院计科系
Boolean algebra
2
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武汉科技学院计科系
2.1 逻辑函数
逻辑函数:又称布尔代数、开关代数。有三种基 本运算“与”、“或”、“非”。 特点:取值只有“0”、“1”; 基本关系为“与”、“或”、“非”。 定义:Y=f(A1,A2,…,An)。 表示方法:逻辑表达式、真值表、卡诺图、逻辑 图
( A + B)( A + C )( B + C ) = ( A + B)( A + C )
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武汉科技学院计科系
(续)
(5)摩根定律: A + B = A • B 可以使用的公式:
A + AB = A + B AB + AB = A A(A + B) = AB (A + B)(A + B) = A

第3章 布尔代数与逻辑函数化简

第3章 布尔代数与逻辑函数化简

由上面可以看出反复用摩根定律即可,当函数较 复杂时,求反过程就相当麻烦。
逻辑代数与逻辑函数
练习二
反演和对偶法则
1、求下面函数F的反函数F
F = AB+C+AD
2、求下面函数F的对偶式F’
F = A(BC+BC)+AC
3、说明对偶法则和反演法则的区别
逻辑代数与逻辑函数
3.1.3 逻辑函数的表达式的形式与转换方法
_ _ _ _ _ _
_
逻辑代数与逻辑函数
例2(2)法2
F A B C D E
F A B C D E A B C D E A B C D E A B C D E
_ _ _ _ _ _ _ _ _ _
_
_
解:用摩根定律
________
( e) F A B A C 或非表达式
逻辑代数与逻辑函数
3.2
逻辑函数的代数法化简
3.2.1 逻辑函数与逻辑图 从实际问题总结出的逻辑函数可以用门电路组合 成逻辑图。
A B
&
≥1
1
1
F
&
图 2 – 14 AB A B 函数的逻辑图
_ _
逻辑代数与逻辑函数
从逻辑问题概括出来的逻辑函数式, 不一定是最 简式。化简电路,就是为了降低系统的成本,提高电 路的可靠性,以便用最少的门实现它们。例如函数:
_
_ ___Fra bibliotek_例4 求 F AB A C 的反函数 解: F AB AC ( A B) ( A C )
AA AB BC AC AB AC
_
逻辑代数与逻辑函数

第3章 逻辑代数基础-习题答案

第3章  逻辑代数基础-习题答案
(5) AB + B(C + D) 解: = (A + B + D)(A + B + C) = (A + B + D) + (A + B + C) (6) ABD + ACD + CD + ABC + ACD 解: = (A + D)(A + B + C + D) = (A + D) + (A + B + C + D)
使函数为 0 的组合即最大项,有 ABCD=“0000”,“0010”,“0011”,“0100”,“1000”,“1001”,“1010”, “1110”;使之为 1 的逻辑变量组合有 ABCD=“0001”,“0101”,“0110”,“0111”,“1011”,“1100”,“1101”, “1111”。 (3) X = AC + AB + BCD + BD + ABD + ABCD
X BCD AC D A C D A B D
ABCD ABCD ABC D AB C D ABC D A B C D A BC D
(0, 2, 4,7,8,12,15) (1,3,5,6,9,10,11,13,14)
3.3 分别指出下列逻辑函数的所有最大项和所有最小项,并说明哪些变量组合使得函数为 0,哪些变 量组合使得函数为 1。
=(B + D)(A+ D)C = (AB + AD + BD)C = (AD + BD)C = ACD + BC D
(4) C D + A + CD + AB 解: C D A+CD+ AB = AC + AD +CD+ AB
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例: 用卡诺图化简下列函数:
F1=ABC+ABC+ABC+ABC F2=ABC+ACD+ABCD+ABC
BC A 00 01 11 10 0 1 1 1 1 1
CD AB 00 01 11 1 1 00 01 11 1 1 10 10 1 1
1
F1=B
F2=BD+BC+ACD
练习
1
化简下列逻辑函数为最简与或函数式: F1=XYZ+XY+XYZ F2=BCD+AC+AB+BCD F3=ABC+ABC+ABC+ABC F2=AC+BC 解:F1=∑(7,5,4,6) =X
四. 逻辑函数的卡诺图表示 1. 由逻辑函数真值表直接画出的卡诺图
BC A 00 01 11 10 1 1 3 0 2 0 0 0
1 4 0 5 1 7 1 6 1
真值表输入变量每一行对应一个最小项,即对应卡 诺图中的一个方格,将最小项取值(即输出变量取值) 填入卡诺图对应方格中,即构成相应的卡诺图。
3.2 逻辑函数的变换和化简 一. 逻辑函数的变换
• 利用基本逻辑运算可以将同一个逻辑函数变换为不同的表 达式,一个逻辑函数通常有以下五种类型的表达式:
与或表达式:F=AB+AC (先与再或) 或与表达式:F=(A+B)(A+C) (先或再与) 与非-与非表达式:F=AB AC (又称为与非表达式) 或非-或非表达式:F=A+B+A+C (又称为或非表达式) 与或非表达式:L=AB+AC (先与再或最后非)
之外,表达逻辑函数的另一种方法。逻辑电路图更接 近于逻辑电路设计的工程实际。 • 由于采用的逻辑门不同,实现逻辑函数的电路形式也 不同。
例:已知某电路的输入A、B、C及输出F波形如图所示, 试分析该电路的逻辑功能,(1)用与非门画出其等效的 逻辑电路,(2)用或非门画出其等效的逻辑电路。 0 0111 1 0 0 0 1110 解:1)在波形图标出对应的逻辑值 2)写出逻辑表达式并化简
一. 基本公式
1.变量与常数的计算公式: A· 0=0 A· 1=A A+1=1 A+0=A A + 1= Ā A + 0=A 2.变量与变量的计算: A· A=A A+A=A A· A=0 A+A=1 A=A A + A=0 A + A=1
二. 基本运算定律
1.交换律:A B=B A A+B=B+A A + B=B + A 2.结合律:A(B C)=(A B)C (A+B)+C=A+(B+C) (A + B) + C=A + (B + C) 3.分配律:A(B+C)=AB+AC A(B+C)=AB+AC A+(B C)=(A+B)(A+C) 4.吸收律:A(A+B)=A A+AB=A AB+AB=A ĀB+A=A+B AB+ĀC+BC= AB+ĀC 5.反演律(摩根定律):AB=A+B A+B=A B • 以上这些定律可以用基本公式或真值表进行证明。 • 例1 利用基本公式证明AB+ĀC+BC=AB+ĀC。 证:左边=AB+ĀC+(A+Ā)BC=AB+ĀC+ABC+ĀBC =AB ( 1+C ) + Ā C ( 1+B ) =AB+ Ā C=右边 • 如果AB+ĀC+BCEFG=?
•特点: 1.每个乘积项都有三个变量,原、反变量均可; 2.每个乘积项中,同一原、反变量只能出现1次; 3. n个原变量的最小项最多有2n个。
• 性质: 对变量的任一取值,只有一个最小项为1; 两个最小项之积为0;全部最小项之和为1。
二. 最小项(标准)表达式
对于某种逻辑关系,用真值表来表示是唯一的,用前 面讨论的逻辑表达式来表示可以有多个表达式。如果用最小 项之和组成的表达式来表示,也是唯一的。用最小项表示的 逻辑函数称为最小项(标准)表达式,其表达式是唯一的。 例:F=ABC+ABC+ABC 最小项表达式还可简写为F=∑mi,式中mi表示最小项, 下标i是最小项值为1时对应变量的十进制数值。 上例可写为F(A,B,C)= m1+m6+m7 =∑m(1,6,7)= ∑ (1,6,7)
三. 卡诺图
B A 0 0 0 1 2
1 1 3
BC A 00 01 11 10 0 0 1 3 2 1 4 5 7 6
三变量
CD AB 00 01 11 10 0 1 3 2 00 4 5 7 6 01 11 12 13 15 14 10 8 9 11 10
四变量
二变量
(1)每方格代表一个最小项,方格内的数字表示相应最小项 的下标,最小项的逻辑取值填入相应方格; (2)卡诺图方格外的字母和数字为输入变量及其相应变量取 值,变量取值的排序不能改变; (3)相邻的2个方格称为逻辑相邻项(简称相邻项),相邻项 中只有1对变量互为反变量,而其余变量完全相同。 (4)卡诺图一列中最上和最下2个方格是相邻项;一行中最左 和最右2个方格是相邻项。
A B C AC B A B C 3. 反演规则 •在逻辑求F函数的反函数,只要将F式中· 与+互换,0与1互换, 原变量与反变量互换,其余符号和运算顺序不变。
例: F A BC D E
F A ( B C) D E
四. 对偶规则* • 将逻辑函数F中所有的1换成0,0换成1,·换成+,+换成·, 变量保持不变,得到的新函数F′,F′称为F的对偶式。例如 F= Ā · (B+C) F′= Ā +B· C • 变换时仍需注意保持原式中先与后或的顺序。 • 如果某个逻辑恒等式成立时,则其对偶式也成立,这就是 对偶规则。
A=1
C=0 B=1
五.卡诺图化简 1. 化简依据: • 图中任何2=21个为1的相邻项可以合并为1个与项,并消去 一个变量; • 任何4=22个为1的相邻项可以合并为1个与项,消去2个变量; • 任何2K个为1的相邻项可以合并为1个与项,消去K个变量。 2. 化简步骤: • 将为1的相邻项(方格)尽可能多的圈出,每个圈内1的个 数满足2k; • 方格1可以重复使用,每个圈要有新1; • 必须圈完所有的1,独立1对应一个最小项; • 将所有包围圈内的最小项合并成对应与项,然后相加得到 最简与或表达式。
F(A,B,C,D) =∑m(4,6,8,9,10,12,13,14)+∑d(0,2,5)
CD AB 00 01 11 10 0 0 2 1 0 3 × 00 × 4 × 5 0 6 01 1 7 1 1 13 1 15 1 11 12 0 14 10 1 8 1 9 11 1 0 10
F = D + AC
YZ X 00 01 11 10 0 1 1
CD AB 00 01 11 00 01 1 11 1 1 1 10 1 1 10
1
1 1
1 1
BC A 00 01 11 10 0
1 1
1
1
1
F3=∑(4,5,6,7) =A
六. 含有无关项的化简 约束项(不允许或不会出现的最小项)和任意项(最小 项可任意取值)统称为无关项。常用∑d表示。 无关项在卡诺图中用×表示,既可看作1,也可看作0, 视具体情况而定。例如:
F A BC ABC ABC AB BC AB BC
0 1100 1 1 0 0 1100
0 1110 0 0 1 0 0110
0 1100 1 0 0 0 1100
B( A C ) B A C 3)画出逻辑电路
0 ×
0
F=D
F = AD+BCD
3.3 逻辑函数门电路的实现
• 逻辑函数经过化简之后,得到了最简逻辑表达式。根 据逻辑表达式,就可采用适当的逻辑门来实现逻辑函
数。
• 逻辑函数的实现是通过逻辑电路图表现出来的。逻辑 电路图是由逻辑符号以及其它电路符号构成的电路连
接图。逻辑电路图是除真值表,逻辑表达式和卡诺图
第三章 逻辑代数 与 逻辑函数
3.1 基本逻辑运算
3.2 3.3
逻辑函数的变换和化简 逻辑函数的卡诺图化简法
3.4
逻辑函数门电路的实现
• 重点: 逻辑函数的变换和化简
3.1 基本逻辑运算
• 数字电路研究的是数字电路的输入与输出之间的因果关系, 即逻辑关系。逻辑关系一般由逻辑函数来描述。逻辑函数 是由逻辑变量A,B,C……和基本逻辑运算符号 ● (与)、+ (或)、—(非)及括号、等号等构成的表达式来表示,如: F=ĀBC+A =F(A,B,C) 式中A、B、C称为原变量, Ā称为对应的反变量,F称为逻 辑函数(F 称为F的逻辑反函数)。
三. 基本运算规则
1.运算顺序 •在逻辑代数中,运算优先顺序为:先算括号,再是非运算, 然后是与运算,最后是或运算。 2.代入规则 •在逻辑等式中,如果将等式两边出现某一变量的位置都代之 以一个逻辑函数,则等式仍然成立。这就是代入规则。 例如,已知 A B A B 。若用Z=A· C代替等式中的A,根据代 入规则,等式仍然成立,即
输 出 F 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 × × × × × ×
解:
F(A,B,C,D) =∑m(1,3,5,7,9) +∑d(11,12,13,14,15)
CD AB 00 01 11 00 0 1 1 01 0 1 1 0 0 × 0 × 11 × 0 0 1 × 10 10 0 0
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