3.卡诺图上最小项的合并
卡诺图的一个重要应用就是把逻辑函数简化成最简“与-或”表达式或者“或-与”表达式。
相邻的概念:几何相邻,逻辑相邻。
●两个相邻项(1方格)可以合并成一项,并且消去一个变量。
●四个相邻项(1方格)可以合并成一项,并且消去两个变量。
●八个相邻项(1方格)可以合并成一项,并且消去三个变量。
●十六个相邻项(1方格)可以合并成一项,并且消去四个变量。
●(若一个卡诺图中所有的方格都是1方格,则合并后变量全部消去,这项为1。)
4.用卡诺图化简逻辑函数
用卡诺图一定能将逻辑函数化成最简的“与-或”或者“或-与”表达式。但最简的表达式不一定是唯一的。
★最简“与-或”表达式的化简步骤:
第一步:将逻辑函数填图。
第二步:对卡诺图中的1方格画卡诺圈。
⑴在满足合并条件下,卡诺圈应尽可能大;(一个卡诺圈对应一个“与”项,圈越大,这一项变量的个数就越少。)
●实际上,按照逻辑函数的代入规则,一个1方格卡诺圈对应这个逻辑函数的一个子函数。
⑵在覆盖所有1方格的前提下,卡诺圈的个数应尽可能小;(一个卡诺圈对应一个“与”项,圈的个数越少,逻辑函数的项数就越少。)
⑶每个1方格可根据合并的需要被多个卡诺圈包含,但至少应被一个卡诺圈包含;
※⑷每个卡诺圈中应至少有一个1方格只被一个卡诺圈包含。否则会多出冗余项。
第三步:将卡诺图上所有卡诺圈对应的“与”项相“或”,得到逻辑函数的最简“与-或”表达式。
逻辑函数化简中有关问题的考虑
1.包含无关最小项的逻辑函数的化简
无关最小项的概念:在一个逻辑函数的所有最小项中,某些输入变量的取值组合(即某些最小项),对应的输出变量(函数)根本不会出现,即没有对应的函数值。这时的函数值既可以看成1,又可以看成0,一般用d表示。
●无关最小项又叫任意项。
●在卡诺图中画卡诺圈时,若要得出“与-或”表达式,d方格应围绕1方格来圈,若要得出“或-与”表达式,d方格应围绕0方格来圈,多余的d方格弃之不圈。
2.多输出逻辑函数的化简
在化简多输出逻辑函数时,不是仅仅考虑单个函数最简,而是以多个函数整体最简为目标。
●化简的关键是充分利用各函数间的共享部分。
●化简后的结果对单个函数来说可能不是最简的,但化简的
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是整体上项数最少。
例题:
1.将二进制数(1001)B转换成十进制数。
(1001)B=1×23+0×22+0×21+1×20=(9)D
2. 将十六进制数(5DA)H转换成十进制数。
(5DA)H=5×162+13×161+10×160=(1498)D
3. (001 110 101)B=(?) O
(001 110 101) B=(165)O
4. (75E)H=(?) O
(75E)H=(0111 0101 1110) B =(011 101 011 110)B=(3536)O
5. 根据下列各逻辑式,画出逻辑图:
(1)
;
(2)
;
(3)
;
(4)
;
(5)
。
解:各逻辑式的逻辑图如习题1图(1),(2),(3),(4),(5)所示。
6.用“与非”门组成下列逻辑门:
(1)“与”门
(2)“或”门
(3)“非”门
(4)“与或”门
(5)“或非”门
解:(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
7. Y=AC+A'B'C
约束条件为B'C'=0
解1:用公式法
Y=AC+A'B'C+B'C'=C(A+A'B')+B'C'=AC+B'C+B'C'=AC+B'
解2:用卡诺图如右
00
01
11
10
0
×
1
1
×
1
1
8.
9
BC
A
1页
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