数字电子电路设计与制作培训教材(PPT54张)
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
例1-7 将Y=AB+BC展开成最小项表达式。
解：Y AB BC AB(C C) ( A A)BC
ABC ABC ABC 或：Y ( A, B,C ) m3 m6 m7
m(3,6,7)
2.卡诺图及其画法
返回
（1）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图。 构成卡诺图的原则是：
（1）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； 合并八个最小项，可消去三个变量。 合并2N个最小项，可消去N个变量。
BC
AC
AC
2
个
相
邻
格
合
BCD
ABD
并
ABD
BCD
4个相邻格合并
C
CD
BD
A
C
AC
BD
8
1
个
相
邻
C．从圈1写最简与或表达式的方法：
① 将每个圈用一个与项表示 看圈内变量的取值的变化，如变化就消去，如
不变就保留。留同去异
取值为1用原变量， 取值为0用反变量； ② 将各与项相或，便得到最简与或表达式。
例1-10 用卡诺图化简逻辑函数 Y(A、B、C、D)=∑m(0,1,2,3,4,5,6,7,8,10,11) 解：
① N变量的卡诺图有2N个小方块（最小项）； ② 最小项排列规则：几何相邻的必须逻辑相邻。
逻辑相邻：两个最小项,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。相邻项
百度文库相邻的含义：
一是相邻——紧挨的； 二是相对——任一行或一列的两头； 三是相重——对折起来后位置相重。
（2）卡诺图的画法 首先讨论三变量（A、B、C）函数卡诺图的画法。
知识链接 逻辑函数的卡诺图化简法
1. 最小项及最小项表达式 2. 卡诺图及其画法 3. 用卡诺图表示逻辑函数 4. 卡诺图化简法
1. 逻辑函数的最小项及其性质
（1）最小项：如果一个函数的某个乘积项包含了函数的全部变量， 其中每个变量都以原变量或反变量的形式出现，且仅出现一次，则这 个乘积项称为该函数的一个标准积项，通常称为最小项。
0
100
1
101
0
110
0
111
1
（2）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
1，其余的小方块中填入0。 例1-9 画出函数Y(A、B、C、D)= ∑m(0,3,5,7,9,12,15) 的卡诺图。
图1-14 例1-9的卡诺图
4.卡诺图化简法
返回
由于卡诺图两个相邻最小项中，只有一个变量取值不同， 而其余的取值都相同。所以，合并相邻最小项，利用公式 A+A=1，AB＋AB＝A，可以消去一个或多个变量，从而使逻 辑函数得到简化。
① 3变量的卡诺图 有23个小方块；
相邻 相邻
② 几何相邻的必须
逻辑相邻：变量的 取值按00、01、11、 10的顺序（循环码 ） 排列 。
三变量卡诺图的画法
不 相邻 相邻
四变量卡诺图的画法
相邻
正确认识卡诺 图的“逻辑相邻”： 上下相邻，左右相 邻，并呈现“循环 相邻”的特性，它 类似于一个封闭的 球面，如同展开了 的世界地图一样。
3个变量A、B、C可组成8个最小项：
A B C 、A B C、A BC 、A BC、AB C 、AB C、ABC 、ABC
（2）最小项的表示方法：通常用符号mi来表示最小项。下标i的 确定：把最小项中的原变量记为1，反变量记为0，当变量顺序确定后， 可以按顺序排列成一个二进制数，则与这个二进制数相对应的十进制 数，就是这个最小项的下标i。
公式化简法评价： 特点：目前尚无一套完整的方法，能否以最快 的速度进行化简，与我们的经验和对公式掌握及运 用的熟练程度有关。 优点：变量个数不受限制。 缺点：结果是否最简有时不易判断。
下面将介绍与公式化简法优缺点正好互补的卡 诺图化简法。当变量个数超过4时人工进行卡诺图化 简较困难，但它是一套完整的方法，只要按照相应 的方法就能以最快的速度得到最简结果。
B
格
合
并
B
D
（2）利用卡诺图化简逻辑函数
A．基本步骤：
① 画出逻辑函数的卡诺图；
② 合并相邻最小项（圈“1”）； ③ 写出最简与或表达式。
关键是能否正确圈“1” 。 B．正确圈“1” 的原则 ①圈1的个数是2N ②圈相邻的1； ③1可以重复被圈； ④每个圈中有新1出现； ⑤圈的个数要最少，并要尽可能大
《数字电子电路设计与制作》
逻辑函数卡诺图化简
课前回顾
逻辑函数化简的意义：逻辑表达式越简单，实现 它的电路越简单，电路工作越稳定可靠。
最简与或表达式为： ① 与项（乘积项）的个数最少； ② 每个与项中的变量最少。
公式化简法
返回
反复利用逻辑代数的基本公式、常用公式和运算规则进 行化简，又称为代数化简法。
例3 化简函数
Y AB AC BC
解：
Y AB AC BC AB ( A B)C AB ABC AB C
例4 化简函数 Y AB BC BC AB
解： Y AB BC BC AB AB BC (A A)BC AB(C C) AB BC ABC ABC ABC ABC AB BC AC(B B) AB BC AC
必须依赖于对公式和规则的熟练记忆和一定的经验、技巧。
最常使用，特别 需要熟练记忆！
例1化简函数 解：
Y ABC ABC
Y A B C A B C AB(C C ) AB
例2化简函数
Y A B A B CD(E F )
解： Y A B A B CD(E F ) AB
3个变量A、B、C的8个最小项可以分别表示为： m0 ABC 、m1 ABC、m2 ABC 、m3 ABC m4 ABC 、m5 ABC、m6 ABC 、m7 ABC
（3）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。而且这种形式是惟一的， 就是说一个逻辑函数只有一种最小项表达式。
对角线上不相 邻。
3. 用卡诺图表示逻辑函数
（1）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个小方 块的值（0或1）即可。需注意二者顺序不同。
例1-8 已知Y的真值表，要求画Y的卡诺图。
表1-19 逻辑函数Y的真值表 图1-13 例1-8的卡诺图
ABC
Y
000
0
001
1
010
1
011
解：Y AB BC AB(C C) ( A A)BC
ABC ABC ABC 或：Y ( A, B,C ) m3 m6 m7
m(3,6,7)
2.卡诺图及其画法
返回
（1）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图。 构成卡诺图的原则是：
（1）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； 合并八个最小项，可消去三个变量。 合并2N个最小项，可消去N个变量。
BC
AC
AC
2
个
相
邻
格
合
BCD
ABD
并
ABD
BCD
4个相邻格合并
C
CD
BD
A
C
AC
BD
8
1
个
相
邻
C．从圈1写最简与或表达式的方法：
① 将每个圈用一个与项表示 看圈内变量的取值的变化，如变化就消去，如
不变就保留。留同去异
取值为1用原变量， 取值为0用反变量； ② 将各与项相或，便得到最简与或表达式。
例1-10 用卡诺图化简逻辑函数 Y(A、B、C、D)=∑m(0,1,2,3,4,5,6,7,8,10,11) 解：
① N变量的卡诺图有2N个小方块（最小项）； ② 最小项排列规则：几何相邻的必须逻辑相邻。
逻辑相邻：两个最小项,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。相邻项
百度文库相邻的含义：
一是相邻——紧挨的； 二是相对——任一行或一列的两头； 三是相重——对折起来后位置相重。
（2）卡诺图的画法 首先讨论三变量（A、B、C）函数卡诺图的画法。
知识链接 逻辑函数的卡诺图化简法
1. 最小项及最小项表达式 2. 卡诺图及其画法 3. 用卡诺图表示逻辑函数 4. 卡诺图化简法
1. 逻辑函数的最小项及其性质
（1）最小项：如果一个函数的某个乘积项包含了函数的全部变量， 其中每个变量都以原变量或反变量的形式出现，且仅出现一次，则这 个乘积项称为该函数的一个标准积项，通常称为最小项。
0
100
1
101
0
110
0
111
1
（2）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
1，其余的小方块中填入0。 例1-9 画出函数Y(A、B、C、D)= ∑m(0,3,5,7,9,12,15) 的卡诺图。
图1-14 例1-9的卡诺图
4.卡诺图化简法
返回
由于卡诺图两个相邻最小项中，只有一个变量取值不同， 而其余的取值都相同。所以，合并相邻最小项，利用公式 A+A=1，AB＋AB＝A，可以消去一个或多个变量，从而使逻 辑函数得到简化。
① 3变量的卡诺图 有23个小方块；
相邻 相邻
② 几何相邻的必须
逻辑相邻：变量的 取值按00、01、11、 10的顺序（循环码 ） 排列 。
三变量卡诺图的画法
不 相邻 相邻
四变量卡诺图的画法
相邻
正确认识卡诺 图的“逻辑相邻”： 上下相邻，左右相 邻，并呈现“循环 相邻”的特性，它 类似于一个封闭的 球面，如同展开了 的世界地图一样。
3个变量A、B、C可组成8个最小项：
A B C 、A B C、A BC 、A BC、AB C 、AB C、ABC 、ABC
（2）最小项的表示方法：通常用符号mi来表示最小项。下标i的 确定：把最小项中的原变量记为1，反变量记为0，当变量顺序确定后， 可以按顺序排列成一个二进制数，则与这个二进制数相对应的十进制 数，就是这个最小项的下标i。
公式化简法评价： 特点：目前尚无一套完整的方法，能否以最快 的速度进行化简，与我们的经验和对公式掌握及运 用的熟练程度有关。 优点：变量个数不受限制。 缺点：结果是否最简有时不易判断。
下面将介绍与公式化简法优缺点正好互补的卡 诺图化简法。当变量个数超过4时人工进行卡诺图化 简较困难，但它是一套完整的方法，只要按照相应 的方法就能以最快的速度得到最简结果。
B
格
合
并
B
D
（2）利用卡诺图化简逻辑函数
A．基本步骤：
① 画出逻辑函数的卡诺图；
② 合并相邻最小项（圈“1”）； ③ 写出最简与或表达式。
关键是能否正确圈“1” 。 B．正确圈“1” 的原则 ①圈1的个数是2N ②圈相邻的1； ③1可以重复被圈； ④每个圈中有新1出现； ⑤圈的个数要最少，并要尽可能大
《数字电子电路设计与制作》
逻辑函数卡诺图化简
课前回顾
逻辑函数化简的意义：逻辑表达式越简单，实现 它的电路越简单，电路工作越稳定可靠。
最简与或表达式为： ① 与项（乘积项）的个数最少； ② 每个与项中的变量最少。
公式化简法
返回
反复利用逻辑代数的基本公式、常用公式和运算规则进 行化简，又称为代数化简法。
例3 化简函数
Y AB AC BC
解：
Y AB AC BC AB ( A B)C AB ABC AB C
例4 化简函数 Y AB BC BC AB
解： Y AB BC BC AB AB BC (A A)BC AB(C C) AB BC ABC ABC ABC ABC AB BC AC(B B) AB BC AC
必须依赖于对公式和规则的熟练记忆和一定的经验、技巧。
最常使用，特别 需要熟练记忆！
例1化简函数 解：
Y ABC ABC
Y A B C A B C AB(C C ) AB
例2化简函数
Y A B A B CD(E F )
解： Y A B A B CD(E F ) AB
3个变量A、B、C的8个最小项可以分别表示为： m0 ABC 、m1 ABC、m2 ABC 、m3 ABC m4 ABC 、m5 ABC、m6 ABC 、m7 ABC
（3）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。而且这种形式是惟一的， 就是说一个逻辑函数只有一种最小项表达式。
对角线上不相 邻。
3. 用卡诺图表示逻辑函数
（1）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个小方 块的值（0或1）即可。需注意二者顺序不同。
例1-8 已知Y的真值表，要求画Y的卡诺图。
表1-19 逻辑函数Y的真值表 图1-13 例1-8的卡诺图
ABC
Y
000
0
001
1
010
1
011