數(shù)字邏輯基礎(chǔ)演示文稿_第1頁
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文檔簡介

數(shù)字邏輯基礎(chǔ)演示文稿目前一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點優(yōu)選數(shù)字邏輯基礎(chǔ)目前二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點數(shù)字信號傳輸、變換、產(chǎn)生等。內(nèi)容涉及相關(guān)器件、功能電路及系統(tǒng)。

硬件處理數(shù)字信號的電子電路及其邏輯功能數(shù)字電路的分析方法數(shù)字電路的設(shè)計方法各種典型器件在電子系統(tǒng)中的應(yīng)用軟件系統(tǒng)分析、設(shè)計的軟件工具——ABEL、VHDL、

VerlogHDL、EDA工具軟件QuartusII等3.課程研究內(nèi)容目前三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點a、發(fā)展快b、應(yīng)用廣(2)學(xué)習(xí)方法打好基礎(chǔ)、關(guān)注發(fā)展、主動更新、注重實踐(1)課程特點摩爾定律:集成度按10倍/6年的速度發(fā)展。c、工程實踐性強4.課程特點與學(xué)習(xí)方法a、掌握基本概念、基本電路和基本分析、設(shè)計方法b、能獨立的應(yīng)用所學(xué)的知識去分析和解決數(shù)字電路的實際問題的能力。目前四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點閻石主編《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》第四版高等教育出版社5.主要教材及參考書李哲英主編《電子技術(shù)及其應(yīng)用基礎(chǔ)》高等教育出版社靳孝峰主編《數(shù)字電子技術(shù)》北京航空航天大學(xué)出版社目前五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點課程性質(zhì):院考課,3學(xué)分作業(yè):2.實驗:a)地點:2號樓—電子實驗室課程要求:b)內(nèi)容:1)組合邏輯電路的設(shè)計

2)數(shù)據(jù)選擇器實驗

3)觸發(fā)器實驗

4)計數(shù)器實驗

5)555定時器實驗?zāi)壳傲揬總數(shù)九十二頁\編于七點e)實驗報告所有同學(xué)每次都交;

下次做實驗時交上次的報告。c)實驗報告要求:1.用學(xué)校統(tǒng)一的實驗報告紙。2.內(nèi)容:實驗題目,實驗?zāi)康?,實驗原理,實驗步驟,數(shù)據(jù)處理,誤差分析,思考題。

d)做實驗時帶上預(yù)習(xí)報告;

內(nèi)容:實驗題目,實驗?zāi)康?,實驗原理,實驗步驟。沒有預(yù)習(xí)報告不允許做實驗,該實驗以零分記。目前七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點3.期末總評:平時成績(作業(yè),實驗,考勤):30%期末考試:70%希望大家認(rèn)真學(xué)習(xí),取得好的成績!目前八頁\總數(shù)九十二頁\編于七點第二章數(shù)字邏輯基礎(chǔ)§2.1數(shù)字電路概述§2.2數(shù)的進(jìn)制和二進(jìn)制代碼§2.3邏輯代數(shù)及其基本運算§2.4邏輯代數(shù)的定律和規(guī)則§2.5常用的復(fù)合邏輯運算§2.6邏輯問題的幾種表示方法§2.7邏輯函數(shù)的代數(shù)法化簡§2.8邏輯函數(shù)的卡諾圖法化簡目前九頁\總數(shù)九十二頁\編于七點---時間和數(shù)值均連續(xù)變化的電信號,如正弦波、三角波等uOt

Otu(1)模擬信號

1、模擬信號與數(shù)字信號§2.1

概述目前十頁\總數(shù)九十二頁\編于七點數(shù)字信號波形(2)數(shù)字信號

---在時間上和數(shù)值上均是離散的信號。數(shù)字電路和模擬電路:工作信號,研究的對象不同,分析、設(shè)計方法以及所用的數(shù)學(xué)工具也相應(yīng)不同目前十一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點(3)模擬信號的數(shù)字表示由于數(shù)字信號便于存儲、分析和傳輸,通常都將模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號.

0

0

模擬信號

模數(shù)轉(zhuǎn)換器

3V

數(shù)字輸出

0

0

0

0

1

1

模數(shù)轉(zhuǎn)換的實現(xiàn)目前十二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點工作信號的類型

數(shù)字:輸入輸出均是二值數(shù)字信號(在時間和數(shù)值上均離散,反映在電路上即為高低電平)模擬:輸入輸出均是連續(xù)變化的模擬信號(連續(xù)變化)

電路中三極管的作用數(shù)字:開關(guān)(飽和區(qū)、截止區(qū))

模擬:僅允許其工作在放大狀態(tài)即放大區(qū)

2、模擬電路與數(shù)字電路的區(qū)別目前十三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點分析方法

數(shù)字:邏輯代數(shù)、真值表、卡諾圖、狀態(tài)圖、時序圖等。分析輸入、輸出的邏輯關(guān)系 模擬:圖解法、微變等效電路法分析電路

研究的主要問題

數(shù)字:研究電路的邏輯功能 模擬:對模擬量進(jìn)行處理的電路,最基本的處理是放大。研究電路的放大倍數(shù)、輸入輸出電阻、頻率響應(yīng)與失真情況目前十四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

3、數(shù)字信號的表示:邏輯0和邏輯1(二值數(shù)字邏輯)可以用來表示彼此相關(guān)又對立的兩種狀態(tài)。例如,開與關(guān)、低與高等等。在電路上可用電子器件的開關(guān)特性實現(xiàn),由此形成離散信號電壓或數(shù)字電壓。

目前十五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點4、數(shù)字電路的分類

(1)從電路結(jié)構(gòu)上講,數(shù)字電路有分立和集成之分。分立電路用單個元器件和導(dǎo)線連接而成;

(2)從集成度來說,數(shù)字集成電路可分為小規(guī)模、中規(guī)模、大規(guī)模、超大規(guī)模和甚大規(guī)模等五類。所謂集成度是指每一芯片所包含的三極管(BJT或FET)的個數(shù);(4)按內(nèi)部有源器件的不同:TTL和CMOS

(3)從整體上來看,數(shù)字電路可分組合邏輯電路和時序邏輯電路兩大類;邏輯門是組合邏輯電路的基本單元,觸發(fā)器是用來存儲數(shù)據(jù)的基本電路,也是時序邏輯電路的基本單元;目前十六頁\總數(shù)九十二頁\編于七點1)電路簡單,便于集成2)工作可靠,抗干擾能力強3)數(shù)字便于長期保存和加密4)產(chǎn)品系列全,通用性強,成本低5)不僅能實現(xiàn)算術(shù)運算,還能進(jìn)行邏輯判斷5、數(shù)字電路與模擬電路相比有以下特點:P38目前十七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點基數(shù):計數(shù)制中所用到的數(shù)字符號的個數(shù)。0、1、2、3、4、5、6、7、8、9(816.73)D=8×102+1×101+6×100+7×10-1+3×10-2位值(權(quán))§2.2.1常用的數(shù)制

1、十進(jìn)制數(shù)(Decimal)§2.2數(shù)的進(jìn)制和二進(jìn)制代碼

位權(quán):用來表示不同數(shù)位上數(shù)值大小的一個固定常數(shù)。又稱權(quán)值。并列表示法:下面等式左邊所示。多項式表示法:下面等式右邊所示。目前十八頁\總數(shù)九十二頁\編于七點2、3、4二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制1)二進(jìn)制(Binary)“逢二進(jìn)一”

0、12)八進(jìn)制(Octal)“逢八進(jìn)一”

0、1、2、3、4、5、6、73)十六進(jìn)制(Hexadecimal)“逢十六進(jìn)一”

0、1、2、3、4、5、6、

7、8、9、A(10)、B(11)、

C(12)、D(13)、E(14)、F(15)目前十九頁\總數(shù)九十二頁\編于七點十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制十進(jìn)制二進(jìn)制八進(jìn)制十六進(jìn)制012345678910111213141500000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110123456701234567101112131415161789ABCDEF表2-1常用的幾種數(shù)制對照表目前二十頁\總數(shù)九十二頁\編于七點§2.2.2數(shù)制間的轉(zhuǎn)換

1、二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)方法:將二進(jìn)制數(shù)按照位權(quán)展開,再按十進(jìn)制運算規(guī)則運算,即可得到十進(jìn)制數(shù)。2、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為其它進(jìn)制數(shù)方法:將整數(shù)部分和小數(shù)部分分別轉(zhuǎn)換,然后合并起來。整數(shù)部分:a)將整數(shù)部分除以2,余數(shù)作為二進(jìn)制數(shù)的最低位;

b)把商再除以2,余數(shù)作為次低位;

c)重復(fù)b步驟,直至商為0,最后的余數(shù)為最高位;小數(shù)部分:采用將小數(shù)部分逐次乘以2,取乘積的整數(shù)部分作為二進(jìn)制的各有關(guān)數(shù)位,乘積的小數(shù)部分繼續(xù)乘以

2,直至最后乘積為0或者達(dá)到一定的精度為止。目前二十一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點小數(shù)的轉(zhuǎn)換:對于二進(jìn)制的小數(shù)部分可寫成

將上式兩邊分別乘以2,得 由此可見,將十進(jìn)制小數(shù)乘以2,所得乘積的整數(shù)即為不難推知,將十進(jìn)制小數(shù)每次除去上次所得積中的整數(shù)再乘以2,直到滿足誤差要求進(jìn)行“四舍五入”為止,就可完成由十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)。目前二十二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點225余1K0122余0K162余0K232余1K312余1K40例1:將(25.625)10

轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制

0.625×21.250.25×20.50.5×21.0積之整數(shù)

1a-1

系數(shù)

0a-2

1a-3

(25.625)10=(11001.101)2目前二十三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點例2:將(0.39)10

轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制,要求精度為1%。

0.39×20.780.78×21.560.56×21.12積之整數(shù)

0a-1

系數(shù)

1a-2

1a-3

(0.39)10=(0.0110001)20.12×20.240.24×20.480.48×20.96積之整數(shù)

0a-4

系數(shù)

0a-5

0a-6

0.96×21.92

1a-7

目前二十四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點每四位2進(jìn)制數(shù)對應(yīng)一位16進(jìn)制數(shù)B=從末位開始四位組不夠四位高位補零(0001

1100

1011

0100

1000)B()H84BC1=(1CB48)H方法:十六進(jìn)制的一位對應(yīng)二進(jìn)制的四位3、二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換從小數(shù)點開始三位一組(1001110.1001)B=(001001

110.100100

)B

(.)O446=(116.44)O114、二進(jìn)制數(shù)與八進(jìn)制數(shù)之間相互轉(zhuǎn)換方法:八進(jìn)制的一位對應(yīng)二進(jìn)制的三位。目前二十五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點§2.2.3二進(jìn)制代碼

編碼可以有多種,數(shù)字電路中所用的主要是二–十進(jìn)制碼。二—十進(jìn)制編碼是用四位二進(jìn)制碼的10種組合表示十進(jìn)制數(shù)0~9,簡稱BCD碼(BinaryCodedDecimal)。

§1、二—十進(jìn)制編碼(BCD碼)8421碼5421碼2421碼(N)BCD=K3

W3

+K2W2+K1W1+K0W08421碼,就是指W3=8、W2=4、W1=2、W0=1。2421碼,就是指W3=2、W2=4、W1=2、W0=1。

為了表示文字符號信息,往往采用一定位數(shù)的二進(jìn)制數(shù)碼表示,這個特定的二進(jìn)制碼稱為代碼。余3碼:由8421碼加上0011形成的一種無權(quán)碼。常用BCD代碼表P43

目前二十六頁\總數(shù)九十二頁\編于七點表2-2常用的幾種BCD碼

無權(quán)碼542124212421無權(quán)碼8421權(quán)0010011001110101010011001101111111101010000000010010001101001000100110101011110000000001001000110100101111001101111011110000000100100011010001010110011111101111001101000101011001111000100110101011110000000001001000110100010101100111100010010123456789余3循環(huán)碼5421碼2421碼(B)2421碼(A)余3碼8421碼十進(jìn)制種類目前二十七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

1.Gray碼(格雷碼)

Gray碼也稱循環(huán)碼,其最基本的特性是任何相鄰的兩組代碼中,僅有一位數(shù)碼不同,因而又叫單位距離碼。

Gray碼另外一個特點就是具有反射特性,即按表中所示的對稱軸為界,除最高位互補反射外,其余低位數(shù)沿對稱軸鏡像對稱。利用這一反射特性可以方便地構(gòu)成位數(shù)不同的Gray碼?!?、可靠性編碼目前二十八頁\總數(shù)九十二頁\編于七點表2-3Gray的反射特點及其與二進(jìn)制數(shù)的關(guān)系十進(jìn)制二進(jìn)制Gray碼十進(jìn)制二進(jìn)制01234567891011121314150000000100100011010001010110011110001001101010111100110111101111Gray碼0110010111111001001100100010001110110100000011110000000011111111Gray碼的最高位與相對應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的最高位相同目前二十九頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

2.奇偶檢驗碼

奇偶檢驗碼由兩部分組成:一是信息位(位數(shù)不限的二進(jìn)制代碼);二是奇偶檢驗位,僅有一位。奇偶檢驗位由兩種編碼方式:奇檢驗位和偶檢驗位。奇校驗:使得一個代碼組中信息位和校驗位中“1”的總和為奇數(shù)。偶校驗:使得一個代碼組中信息位和校驗位中“1”的總和為偶數(shù)。例:二進(jìn)制代碼1100110的奇檢驗碼為:11100110

偶檢驗碼為:01100110目前三十頁\總數(shù)九十二頁\編于七點數(shù)制與BCD碼之間轉(zhuǎn)換(987)10=(100110000111)8421

=(110010111010)余3

(62.31)10=(01100010.00110001)8421

=(111110.01001111)23、ASCII碼

ASCII是AmericanNationalStandardCodeforInformationInterchange美國國家信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼的簡稱。常用于通訊設(shè)備和計算機中。它是一組八位二進(jìn)制代碼,用1~7這七位二進(jìn)制代碼表示十進(jìn)制數(shù)字、英文字母及專用符號。第八位作奇偶校驗位(在機中常為0)。

目前三十一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

DELo_O?/USSI1111~n^N>.RSSO1110}m]M=-GSCR1101|l\L<,FSFF1100{k[K;+ESCVT(home)1011zjZJ:*SUBLF(linefeed)1010yIYI9)EMHT(tab)1001xhXH8(CANBS1000wgWG7’ETBBEL(beep)0111vfVF6&SYNACK0110ueUE5%NAKENQ0101tdTD4$DC4EOT0100scSC3#DC3ETX0011rbRB2”DC2STX0010qaQA1!DC1SOH0001p`P@0SPDLENUL(null)0000111110101100011010001000b4b3b2b1b7b6b5表2-4ASCII碼目前三十二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

設(shè)某一邏輯電路的輸入變量為A1,A2,…,An,輸出邏輯變量為F。如果當(dāng)A1,A2,…,An

的值確定后,F(xiàn)的值就唯一被定下來,則F為A1,A2,…,An,的邏輯函數(shù),記為:F=f(A1,A2,…,An)。特點:1)邏輯變量與邏輯函數(shù)的取值只有0和1;

2)函數(shù)與變量的關(guān)系由與、或、非三種運算決定?!?.3.1邏輯變量和正負(fù)邏輯1、邏輯函數(shù)的定義§2.3邏輯代數(shù)及其基本運算目前三十三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點F1=f1(A1,A2,…,An)F1=f2

(A1,A2,…,An)2、邏輯函數(shù)的相等

若對于A1,A2,…,An的任何一組取值,F(xiàn)1和F2的值都相等,稱函數(shù)F1和F2相等,記為:F1=F2。判斷函數(shù)相等的方法:1)列舉法;(真值表)

2)公式證明法。目前三十四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點3、邏輯值的概念在數(shù)字系統(tǒng)中,通常用邏輯真(條件或事件成立)和邏輯假(條件或事件不成立)狀態(tài)來區(qū)分事物的兩種對立的狀態(tài)。邏輯真狀態(tài)用‘1’表示;邏輯假狀態(tài)用‘0’來表示?!?’和‘0’分別叫做邏輯真假狀態(tài)的值。

0、1只有邏輯上的含義,已不表示數(shù)量上的大小。目前三十五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點4、高、低電平的概念

這兩個不同范圍的電位稱作邏輯電平,把其中一個相對電位較高者稱為邏輯高電平,簡稱高電平,用H表示。而相對較低者稱為邏輯低電平,簡稱低電平,用L表示。上限值下限值上限值下限值4V3V0.8V0V高電平H低電平L目前三十六頁\總數(shù)九十二頁\編于七點5、狀態(tài)賦值和正、負(fù)邏輯的概念狀態(tài)賦值:把用符號1、0表示輸入、輸出電平高低的過程叫做狀態(tài)賦值。正邏輯:用1表示高電平,用0表示低電平,稱為正邏輯賦值。負(fù)邏輯:用0表示高電平,用1表示低電平,稱為負(fù)邏輯賦值。目前三十七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點邏輯代數(shù)的3種基本運算1、與運算邏輯關(guān)系:只有當(dāng)一件事(燈亮)的幾個條件(開關(guān)A與B都接通)

全部具備之后,這件事(燈亮)才發(fā)生;在邏輯代數(shù)中,有與、或、非三種基本邏輯運算。目前三十八頁\總數(shù)九十二頁\編于七點1、與運算a.設(shè)定變量:用A、B表示開關(guān)A和開關(guān)B,用變量F表示燈b.邏輯賦值:開關(guān)接通和燈亮用“1”表示;開關(guān)斷開和燈滅用“0”。得此邏輯問題的真值表。

真值表

AFB000010001111(1)真值表:F=A?B(2)邏輯表達(dá)式:&ABF(3)邏輯符號:又稱邏輯與或邏輯乘(4)邏輯運算:0?0=00?1=01?0=01?1=1目前三十九頁\總數(shù)九十二頁\編于七點2、或運算

真值表

AFB000110101111(1)真值表:F=A+B(2)邏輯表達(dá)式:≥1ABF(3)邏輯符號:又稱邏輯或、邏輯加(4)邏輯運算:0+0=00+1=11+0=11+1=1邏輯關(guān)系:當(dāng)一件事情(燈亮)的幾個條件(開關(guān)A接通,開關(guān)B

接通)中只要有一個條件得到滿足,這件事(燈亮)就會發(fā)生;目前四十頁\總數(shù)九十二頁\編于七點3、非運算(1)真值表:(2)邏輯表達(dá)式:(3)邏輯符號:又稱邏輯非或邏輯反(4)邏輯運算:邏輯關(guān)系:一件事情(燈亮)的發(fā)生是以其相反的條件為依據(jù)的,即當(dāng)開關(guān)A接通時,事件不發(fā)生(燈不亮),反之亦然;F=A

AEFRAF亮斷開滅接通

真值表

AF1001AF11=00=1A=A目前四十一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

自等律說明基本公式求反律反演律分配律結(jié)合律還原律吸收律交換律重迭律互補律0—1律§2.4

邏輯代數(shù)的定律和規(guī)則§2.4.1邏輯代數(shù)的基本公式目前四十二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點(1)用簡單的公式證明略為復(fù)雜的公式。(2)用真值表證明,等式兩邊函數(shù)的真值表是否一致。例證明吸收律解:例用真值表證明反演律公式證明:目前四十三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

代入規(guī)則:在任何一個邏輯等式中,如果將等式兩邊出現(xiàn)的某變量A,都用一個函數(shù)代替,則等式依然成立,這個規(guī)則稱為代入規(guī)則。例如,在B(A+C)=BA+BC中,將所有出現(xiàn)A的地方都代以函數(shù)A+D,等式仍成立,即B[(A+D)+C]=B(A+D)+BC=BA+BD+BC

對偶規(guī)則:

L是一個邏輯表達(dá)式,如把L中的與(?)換成或(+),或(+)換成與(?);1換成0,0換成1,可得到一個新的邏輯函數(shù)式,這就是L的對偶式,記作。例如:,則。對偶規(guī)則是指當(dāng)某個邏輯恒等式成立時,其對偶式也成立?!?.4.2邏輯代數(shù)的三大規(guī)則目前四十四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點例:求的反函數(shù)時,按照上述法則,得反演規(guī)則:根據(jù)摩根定律,求一個邏輯函數(shù)L的反函數(shù)時,可以將L中的與(?)換成或(+),或(+)換成與(?);再將原變量換為非變量(如A換成),非變量換為原變量;并將1換成0,0換成1;那么所得的邏輯函數(shù)式就是,這個規(guī)則稱為反演規(guī)則。目前四十五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點運用反演規(guī)則時必須注意兩點:(1)保持原來的運算優(yōu)先順序,即如果在原函數(shù)表達(dá)式中,AB之間先運算,再和其他變量進(jìn)行運算,那么非函數(shù)的表達(dá)式中,仍然是AB之間先運算。(2)兩個及以上變量的公用非號應(yīng)保留不變。目前四十六頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

反演規(guī)則與(?)、或(+)互換;

原變量、反變量互換;

1、0互換。兩種反演比較

:例1

反演目前四十七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

反演規(guī)則與(?)、或(+)互換;

原變量、反變量互換;

1、0互換。兩種反演比較

:例2

反演目前四十八頁\總數(shù)九十二頁\編于七點例:反號不動反號不動目前四十九頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

利用基本公式不難證明下列各式也是正確的,直接運用這些公式,可以給化簡帶來很大方便。

⑤添加律②吸收律①合并律⑥③

④=A⊙B§2.4.3常用公式目前五十頁\總數(shù)九十二頁\編于七點(1)與非邏輯(2)或非邏輯

§2.5常用的復(fù)合邏輯運算(3)與或非邏輯

(4)異或邏輯與同或邏輯

&ABF≥1ABF=1ABF異或:條件A、B有一個具備,另一個不具備則F

發(fā)生。同或:條件A、B相同,則F發(fā)生。=1ABF目前五十一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

兩輸入變量與非

邏輯真值表ABL001010111110ABLAB&L與非邏輯符號詳解:幾種常用復(fù)合邏輯運算與非邏輯表達(dá)式L=A·B1)與非運算目前五十二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

兩輸入變量或非

邏輯真值表ABL001010111000B≥1AABLL或非邏輯符號2)或非運算L=A+B或非邏輯表達(dá)式目前五十三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

3)異或邏輯若兩個輸入變量的值相異,輸出為1,否則為0。

異或邏輯真值表ABL000101011110BAL=1ABL異或邏輯符號異或邏輯表達(dá)式L=A

B目前五十四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

4)同或運算

若兩個輸入變量的值相同,輸出為1,否則為0。同或邏輯真值表ABL001010111001B=ALABL同或邏輯邏輯符號同或邏輯表達(dá)式L=AB+=AB

目前五十五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

000001010011100101110111FABC1、真值表§2.6邏輯問題的幾種表示方法

真值表直觀明了,把實際邏輯問題抽象為數(shù)學(xué)問題時,使用真值表很方便。

真值表是將輸入邏輯變量的所有可能取值與相應(yīng)的輸出變量函數(shù)值排列在一起而組成的表格。F=AB+BC+CA例:函數(shù)1111110000真值表的特點:①唯一性;②輸入變量按自然二進(jìn)制遞增順序排列。③n個輸入變量有2n個不同的取值組合。

表達(dá)式中的原變量對應(yīng)真值表中1,反變量對應(yīng)0。表達(dá)式中出現(xiàn)的變量組合其函數(shù)值為1,否則為0。目前五十六頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

找出使函數(shù)值為1的變量取值組合,變量值為1的寫成原變量,為0的寫成反變量,這樣對應(yīng)于使函數(shù)值為1的每一個組合就可以寫出一個乘積項,把這些乘積項加起來,可以得到函數(shù)的原函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或式。2、邏輯表達(dá)式特點:⑴簡潔方便。⑵便于利用公式和定理進(jìn)行運算、變換。⑶便于利用邏輯圖實現(xiàn)函數(shù)。⑷缺點是難以直接從變量取值看出函數(shù)值。

00010111000001010011100101110111FABC

表決邏輯真值表真值表表達(dá)式方法F=AB+BC+CA目前五十七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

把函數(shù)表達(dá)式輸入變量間的邏輯關(guān)系用邏輯符號表示出來而得到的電路圖,稱邏輯圖。3、邏輯圖:

一般可根據(jù)邏輯表達(dá)式畫邏輯圖。方法是把邏輯表達(dá)式中相應(yīng)的運算用門電路的符號來代替。F=AB+BC+CA的邏輯圖如:

≥1ABCF&&&把函數(shù)值為0的對應(yīng)乘積項相加,則得反函數(shù):4、卡諾圖

卡諾圖(KarnaughMap)是邏輯函數(shù)的一種圖形表示方法。卡諾圖和真值表一樣可以表示邏輯函數(shù)和輸入變量之間的邏輯關(guān)系。目前五十八頁\總數(shù)九十二頁\編于七點1、最簡表達(dá)式最簡與或式乘積項的項數(shù)最少每個乘積項中變量個數(shù)最少與-或表達(dá)式與非-與非表達(dá)式(反演)與或非(反演、化簡)或與表達(dá)式(反演)或非或非表達(dá)式(反演)★★★§2.7邏輯函數(shù)的代數(shù)化簡法目前五十九頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

(1)、并項法2、邏輯函數(shù)的公式化簡法(2)、吸收法目前六十頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

(3)、消去法(4)、配項法目前六十一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點解法2:解法3:答案都正確!最簡結(jié)果的形式不唯一。目前六十二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點例1:ABAC+=)BC(A+=)BCB(A+=ABCBA+=)CC(ABCBA++=ABCCABCBAF++=提出AB并項法提出A消去法目前六十三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點例2:反演配項法被吸收吸收法目前六十四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點目前六十五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點目前六十六頁\總數(shù)九十二頁\編于七點目前六十七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點作業(yè)P73:2.1,2.2,2.4(1),2.5(1),

2.6(1)(2)目前六十八頁\總數(shù)九十二頁\編于七點a.最小項的概念最小項是一個含有全部邏輯變量,且每個變量僅以原變量或反變量出現(xiàn)一次的與項。由最小項組成的或邏輯表達(dá)式稱為最小項表達(dá)式,是邏輯表達(dá)式的標(biāo)準(zhǔn)形式之一。§2.8.1最小項及最小項表達(dá)式§2.8

邏輯函數(shù)的卡諾圖化簡法

三變量最小項真值表m7m6m5m4m3m2m1m0編號0000000100000010000001000000100000010000001000000100000010000000000001010011100101110111目前六十九頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

三變量最小項真值表m7m6m5m4m3m2m1m0編號0000000100000010000001000000100000010000001000000100000010000000000001010011100101110111b.最小項的性質(zhì)(a)對于任意一個最小項,有且只有一組變量取值使其值為1;(b)任意兩個不同的最小項的邏輯乘積恒為0;(c)對于變量的任一組取值,全體最小項之和為1;(d)對于變量的任一組取值,有且只有一個最小項的取值為1;(e)n個變量構(gòu)成的最小項有n個相鄰最小項。(邏輯相鄰)目前七十頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

三變量最小項真值表m7m6m5m4m3m2m1m0編號0000000100000010000001000000100000010000001000000100000010000000000001010011100101110111c.最小項的編號

以為例,變量取值為011,所以該最小項記為m3。

最小項通常用mi表示,下標(biāo)i是最小項的編號。在最小項中,原變量用1表示,反變量用0表示,對應(yīng)的變量取值組合當(dāng)成二進(jìn)制數(shù),與其對應(yīng)的十進(jìn)制就是該最小項的編號。目前七十一頁\總數(shù)九十二頁\編于七點d.邏輯函數(shù)的最小項表達(dá)式

最小項是組成邏輯函數(shù)的基本單元。任何邏輯函數(shù)都可以用與或表達(dá)式來表示。任何與或表達(dá)式都可以用配項的方法變換為標(biāo)準(zhǔn)的表達(dá)式。

利用的基本運算關(guān)系,將邏輯函數(shù)中的每一項都化成包含所有變量的項,即:目前七十二頁\總數(shù)九十二頁\編于七點

每格標(biāo)最小項

每格標(biāo)變量取值

每格標(biāo)最小項編號

每格標(biāo)最小項編號簡寫§2.8.3邏輯函數(shù)的卡諾圖表示方法a.兩個變量的卡諾圖每對相鄰小方格表示的最小項是邏輯相鄰的??ㄖZ圖中,邏輯相鄰項要排列在幾何相鄰位置。目前七十三頁\總數(shù)九十二頁\編于七點b.三個變量的卡諾圖

每格標(biāo)最小項

每格標(biāo)最小項編號的簡寫變量的取值按格雷碼(循環(huán)碼)排列c.四個變量的卡諾圖

ABCD00011110000101324576111089111014151312

ABCD000111100001m01110m1m3m2m4m5m7m6m12m13m15m14m8m9m11m10左右翻轉(zhuǎn),軸對稱軸對稱目前七十四頁\總數(shù)九十二頁\編于七點d.五變量卡諾圖e.

幾何相鄰(三種):相接整體軸對稱相重幾何相鄰均可化簡圖中分別標(biāo)出了m0和m27的5個邏輯相鄰最小項圖中虛線均可作為對稱軸目前七十五頁\總數(shù)九十二頁\編于七點用卡諾圖表示邏輯函數(shù)a.根據(jù)邏輯函數(shù)的真值表(給出真值表時)

根據(jù)邏輯函數(shù)的變量個數(shù)選擇相應(yīng)的卡諾圖在對應(yīng)于變量取值組合的每一小方塊中,函數(shù)值為1

時填1,為0時填0,即得函數(shù)的卡諾圖。

00010111000001010011100101110111FABC

目前七十六頁\總數(shù)九十二頁\編于七點用卡諾圖表示邏輯函數(shù)b.根據(jù)最小項邏輯表達(dá)式

將對應(yīng)的邏輯函數(shù)的最小項的小方格填入1,其它的方格填入0(也可不填)。例:畫出函數(shù)

Y(A、B、C、D)=∑m(0,3,5,7,9,12,15)的卡諾圖。目前七十七頁\總數(shù)九十二頁\編于七點用卡諾圖表示邏輯函數(shù)c.根據(jù)一般邏輯表達(dá)式首先將函

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