当前位置:文档之家› 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
逻辑函数的卡诺图化简法

卡诺图

 

 

3.3.1 卡诺图化简的基本原理(略)

 

3.3.2 逻辑函数的标准式—最小项

 

1. 最小项的定义

先看一个有三变量的真值表:

三变量的真值表

A B C 三变量与因式最小项编号

0 0 0 ABC m0

0 0 1 ABC m1

0 1 0 ABC m2

0 1 1 ABC m3

1 0 0 ABC m4

1 0 1 ABC m5

1 1 0 ABC m6

1 1 1 ABC m7

对于n个变量,有2n个可能的取值,全部变量的“与”项,称为最小项。

观察表中,在一个最小项中,每个变量只能以原变量或反变量出现一次。

举例:

下列三变量乘积项中,哪些是最小项,哪些是一般项?

ABCA A(B+C) AB ABC ABC

一个变量有21=2个最小项, A, A

二个变量有22=4个最小项, AB,AB,AB,AB。

n个有2n个最小项。

 

2.最小项的性质(看表)

(1)对于任意一个最小项,只有一组取值使得它的值为1,而在其他各组值时,这个最小项的值都是0

(纵向看)

(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。(横向看)

 

 

(2)真值表法

A B C A B C BC AC F

0 0 0 1 0 0 1

0 0 1 0 0 0 0

0 1 0 0 0 0 0

0 1 1 0 1 0 1

1 0 0 0 0 1 1

1 0 1 0 0 0 0

1 1 0 0 0 1 1

写逻辑表达式

F=ABC+ABC+ABC+ABC+ABC

(根据最小项性质:逻辑函数,对于任意一个最小项,只有一组变量的取值使其为1,而其他组取值为0。)。

1 1 1 0 1 0 1

 

 

3.3.3 卡诺图的结构

 

卡诺图是用方格中填有最小项的图形来表示逻辑函数。

)一变量的卡诺图

(1

(2

)二变量的卡诺图

(3

 

关于卡诺图的说明:

1。卡诺图是真值表的一种特殊形式。它的构成有两个特点:

(1)将真值表的变量分为两组,构成两维图表。第一组变量的所有组合安排在最上行(列变量),第二组变量的所有组合安排在最左列(行变量)。行列交叉处的小方格即是该行、列变量组合对应的最小项。

(2)行、列排列的顺序应按循环码排列,这样,可以保证各相邻项行(列)之间只有一个变量取值不同。

(4

)四变量的卡诺图

(5

)五变量的卡诺图

由卡诺图可看出:凡是几何位置相邻,其对应的最小项均是逻辑相邻项。

 

 

逻辑函数的卡诺图表示法

3.3.4

例21 将F=BC+CD+BCD+ACD+ABCD

用卡诺图表示。

逐项用卡诺图表示

第一项 B C 在B=1,C=0所对应的方格填入1,而不管A、D取何值。得m1,

m3 , m5 , m7

第二项CD,在C=1,D=0所对应的主格内填入1,而不管AB取值。依此类推。

 

 

3.3.5 相邻最小项合并规律

 

1. 两相邻项可合并为一项,消去一个取值不同的变量,保留相同变量。

2. 相邻项是封闭的。

图3—8相邻最小项合并规律

(a)图(b) (c) (d)

相邻项:

ABCD与ABCD可消去一个互为相反的变量;

ABCD与ABCD可消去一个互为相反的变量。

图写出相邻项

由B

由C

由D

图写出相邻项表达式

 

 

3.3.6 与或逻辑化简

 

运用最小项标准式,在卡诺图上进行逻辑函数化简,得到的基本形式是与或逻辑。化简步骤如下:

1. 将原始函数用卡诺图表示;

2.根据最小项合并规律画卡诺图圈,圈住全部“1”方格;

3.将上述全部卡诺图圈的结果,“或”起来即得化简后的新函数;

4.由逻辑门电路组成逻辑电路图。

1. 卡诺圈越大,经化简消去的变量越多,结果越简单。

2. 每个卡诺圈应至少有一个“1”方格未被别的卡诺圈圈过。

 

 

 

 

画出逻辑图 

 

 

 

例:用圈0的办法化简逻辑函数先求反函数,化简后再求原函数。

 

 

3.3.7 其它逻辑形式的化简(省略)

 

 

3.3.8 无关项及无关项的应用

 

 

无关项的概念

又称任意项,不决定函数的值的最小项。

对应变量的每一组取值都有定义,函数F有确定的值。这类问题称为完全描述问题。

在实际的逻辑问题中,变量的某些取值组合不允许出现,或者变量之间具有一定的制约关系,而与另一些最小项无关。这类问题称为非完全描述。

与任意项对应的逻辑函数值既可以看成1,也可以看成0。因此在卡诺图或真值表中,任意项常用φ或d或×来表示;在函数表达式中常用φ或d来表示任意项。如:

F(A,B,C)=∑m(0,1,5,7)+∑d(4,6)

化简具有任意项的逻辑函数的步骤是:

①画出函数对应的卡诺图,任意项对应的小方格填上φ或d或×。

②按2的整数次幂为一组构成卡诺圈,如果任意项方格为1时可以圈得更大,则将任意项当作1来处理,否则当0处理。未被圈过的任意项一律当作0处理。

③写出化简的表达式。

例29 化简F=∑(5,6,7,8,9)+

∑d(10,11,12,13,14,15).

解:化简过程如图所示,化简函数为:F=A+BD+BC

 

 

 

例30 F=∑(1,5,8,12)+

∑d(3,7,10,11, 14,15).

 

 

 

例31 化简F=A B C+B C

AB=0‥‥约束条件

解:AB=0,表示A与B不能同时为1,那么,AB=11所对应的最小项应视为无关项。

 

 

3.3.9 输入只有原变量没有反变量的逻辑函

 

数化简(省略)

 

3.3.10 多输出函数的化简关键:

 

充分利用各函数间可供共享的部分

.

 

 

说明: 这两个函数虽然各自最简,但作为一体,还不是最简,对于多输出函数要考虑系统最简,要尽量保留一些公共的最小项.

 

 

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档