版權(quán)說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡介
數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)(第五版)清華大學(xué)電子學(xué)教研組編閻石主編2006年9月數(shù)字電子技術(shù)第五版說明
本學(xué)期講述數(shù)字電路與邏輯設(shè)計(jì),所用的教材為閻石編寫的《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》(第五版),所講授的內(nèi)容為邏輯函數(shù)及其化簡、集成邏輯門電路、組合邏輯電路和時(shí)序邏輯電路的分析、半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、脈沖單元電路及數(shù)模轉(zhuǎn)換技術(shù)。與低頻模擬電路不同的是其電路輸入輸出為數(shù)字信號(hào),即電壓和電流信號(hào)隨時(shí)間是離散的。這門課授課為72學(xué)時(shí),實(shí)驗(yàn)課18學(xué)時(shí),一共90學(xué)時(shí),共5個(gè)學(xué)分,為必修課??荚囆问酵皖l模擬電路。期末總評(píng)成績?yōu)椋浩谀┛荚嚦煽儯üP試,70%)+平時(shí)成績(實(shí)驗(yàn)、作業(yè)及考勤,30%),加油啦?。?!
參考書:《數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)》閻石主編,高等教育出版社數(shù)字電子技術(shù)第五版第一章數(shù)碼和碼制內(nèi)容提要
本章首先介紹有關(guān)數(shù)制和碼制的一些基本概念和術(shù)語,然后給出數(shù)字電路中常用的數(shù)制和編碼。此外,還將具體講述不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)化方法和二進(jìn)制數(shù)算術(shù)運(yùn)算的原理和方法。數(shù)字電子技術(shù)第五版本章內(nèi)容1.1概述1.2幾種常用的數(shù)制1.3不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1.4二進(jìn)制算數(shù)運(yùn)算1.5幾種常用的編碼數(shù)字電子技術(shù)第五版數(shù)字技術(shù)是一門應(yīng)用學(xué)科,它的發(fā)展可分為5個(gè)階段①產(chǎn)生:20世紀(jì)30年代在通訊技術(shù)(電報(bào)、電話)首先引入二進(jìn)制的信息存儲(chǔ)技術(shù)。而在1847年由英國科學(xué)家喬治.布爾(GeorgeBoole)創(chuàng)立布爾代數(shù),并在電子電路中的得到應(yīng)用,形成開關(guān)代數(shù),并有一套完整的數(shù)字邏輯電路的分析和設(shè)計(jì)方法1.數(shù)字技術(shù)的發(fā)展過程1.1概述數(shù)字電子技術(shù)第五版②初級(jí)階段:20世紀(jì)40年代電子計(jì)算機(jī)中的應(yīng)用,此時(shí)以電子管(真空管)作為基本器件。另外在電話交換和數(shù)字通訊方面也有應(yīng)用電子管(真空管)數(shù)字電子技術(shù)第五版③第二階段:20世紀(jì)60年代晶體管的出現(xiàn),使得數(shù)字技術(shù)有一個(gè)飛躍發(fā)展,除了計(jì)算機(jī)、通訊領(lǐng)域應(yīng)用外,在其它如測(cè)量領(lǐng)域得到應(yīng)用晶體管圖片數(shù)字電子技術(shù)第五版⑤第四階段:20世紀(jì)70年代中期到80年代中期,微電子技術(shù)的發(fā)展,使得數(shù)字技術(shù)得到迅猛的發(fā)展,產(chǎn)生了大規(guī)模和超大規(guī)模的集成數(shù)字芯片,應(yīng)用在各行各業(yè)和我們的日常生活④第三階段:20世紀(jì)70年代中期集成電路的出現(xiàn),使得數(shù)字技術(shù)有了更廣泛的應(yīng)用,在各行各業(yè)醫(yī)療、雷達(dá)、衛(wèi)星等領(lǐng)域都得到應(yīng)用數(shù)字電子技術(shù)第五版⑥20世紀(jì)80年代中期以后,產(chǎn)生一些專用和通用的集成芯片,以及一些可編程的數(shù)字芯片,并且制作技術(shù)日益成熟,使得數(shù)字電路的設(shè)計(jì)模塊化和可編程的特點(diǎn),提高了設(shè)備的性能、適用性,并降低成本,這是數(shù)字電路今后發(fā)展的趨勢(shì)。2.脈沖信號(hào)與數(shù)字信號(hào)信號(hào)可分為模擬信號(hào)和數(shù)字信號(hào)。
模擬信號(hào)是表示模擬量的信號(hào),模擬量是在時(shí)間和數(shù)值上都是連續(xù)的的物理量。模擬信號(hào)包括正弦波信號(hào)和脈沖信號(hào),脈沖信號(hào)如方波、矩形波、尖脈沖鋸齒波、梯形波等。數(shù)字電子技術(shù)第五版圖1-1所示的為各種模擬信號(hào)數(shù)字信號(hào)是表示數(shù)字量的信號(hào),數(shù)字量實(shí)在時(shí)間和數(shù)值上都是離散的。實(shí)現(xiàn)數(shù)字信號(hào)的產(chǎn)生、傳輸和處理的電路稱為數(shù)字電路。數(shù)字信號(hào)包括脈沖型(歸0型)和電平型(不歸0型)。如圖0-2-2所示數(shù)字電子技術(shù)第五版
數(shù)字信號(hào)是用數(shù)碼表示的,其數(shù)碼中只有“1”和“0”兩個(gè)數(shù)字,而“1”和“0”沒有數(shù)量的意義,表示事物的兩個(gè)對(duì)立面。
數(shù)碼可以表示數(shù)字信號(hào)的大小和狀態(tài),如1001可表示數(shù)量“10”,也可以表示某個(gè)事物的代號(hào),如運(yùn)動(dòng)員的編號(hào),這時(shí)將這些數(shù)碼稱為代碼。
數(shù)碼的編寫形式是多樣的,其遵循的原則稱為碼制。碼制的編寫不受限制,但有一些通用的碼制,如十進(jìn)制、二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制等等。下面就介紹這幾種常用的碼制。數(shù)字電子技術(shù)第五版1.2幾種常用的數(shù)制數(shù)制:就是數(shù)的表示方法,把多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成方法以及按從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則進(jìn)行計(jì)數(shù)稱為進(jìn)位計(jì)數(shù)制,簡稱數(shù)制
最常用的是十進(jìn)制,除此之外在數(shù)字電路和計(jì)算機(jī)中常用的是二進(jìn)制、八進(jìn)制和十六進(jìn)制一、十進(jìn)制
進(jìn)位規(guī)則是“逢十進(jìn)一”。任意一個(gè)n位整數(shù)、m位小數(shù)的十進(jìn)制可表示為數(shù)字電子技術(shù)第五版其中:ki-稱為數(shù)制的系數(shù),表示第i位的系數(shù),十進(jìn)制ki的取值為0~9十個(gè)數(shù),i取值從(n-1)~0的所有正整數(shù)到-1~-m的所有負(fù)整數(shù)10i-表示第i位的權(quán)值,10為基數(shù),即采用數(shù)碼的個(gè)數(shù)n、m-為正整數(shù),n為整數(shù)部分的位數(shù),m為小數(shù)部分的位數(shù)數(shù)字電子技術(shù)第五版例如:(249.56)10=2×102+4×101+9×100
+5×10–1+2×10-2其中n=3,m=2若用N表示任意進(jìn)制(稱為N進(jìn)制)的基數(shù),則展成十進(jìn)制數(shù)的通式為如N=10為十進(jìn)制,N=2為二進(jìn)制,N=8為八進(jìn)制,N=16為十六進(jìn)制。其中N為基數(shù),ki為第i位的系數(shù),Ni表示第i位的權(quán)值數(shù)字電子技術(shù)第五版二、二進(jìn)制:其中ki-取值只有兩個(gè)數(shù)碼:0和12i-為二進(jìn)制的權(quán),基數(shù)為2n、m-為正整數(shù)如(11011.101)2=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20
+1×2-1+0×2-2+1×2-3
=(27.625)10
進(jìn)位規(guī)則是“逢二進(jìn)一”,任意一個(gè)n位整數(shù)、m位小數(shù)的二進(jìn)制可表示為數(shù)字電子技術(shù)第五版
一個(gè)數(shù)碼的進(jìn)制表示,可用下標(biāo),如(N)2表示二進(jìn)制;(N)10表示十進(jìn)制;(N)8表示八進(jìn)制,(N)16表示十六進(jìn)制
有時(shí)也用字母做下標(biāo),如(N)B表示二進(jìn)制,B-Binary;(N)D表示十進(jìn)制,D-Decimal;(N)O表示八進(jìn)制,O-Octal;(N)H表示十六進(jìn)制,H-Hexadecimal;三、八進(jìn)制
進(jìn)位規(guī)則是“逢八進(jìn)一”,其基數(shù)為8。任意一個(gè)n位整數(shù)、m位小數(shù)的八進(jìn)制可表示為數(shù)字電子技術(shù)第五版ki-取值有8個(gè)數(shù)碼:0~78i-為八進(jìn)制的權(quán),基數(shù)為8n、m-為正整數(shù)如(13.74)8=1×81+3×80+7×8-1+4×8-2=(11.9375)10其中四、十六進(jìn)制
進(jìn)位規(guī)則是“逢十六進(jìn)一”,其基數(shù)為16。任意一個(gè)n位整數(shù)、m位小數(shù)的十六進(jìn)制可表示為數(shù)字電子技術(shù)第五版ki-取值有16個(gè)數(shù)碼:0~9、A(10)、B
(11)、C(12)、D(13)、E(14)、
F(15)16i-為十六進(jìn)制的權(quán),基數(shù)為16n、m-為正整數(shù)如(F9.1A)16=15×161+9×160+1×16-1+10×16-2=(249.1015625)10其中目前在計(jì)算機(jī)上常用的是8位、16位和32位二進(jìn)制數(shù)表示和計(jì)算,由于8位、16位和32位二進(jìn)制數(shù)都可以用2位、4位和8位十六進(jìn)制數(shù)表示,故在編程時(shí)用十六進(jìn)制書寫非常方便數(shù)字電子技術(shù)第五版DBOHDBOH000000008100010810001011910011192001002210101012A3001103311101113B4010004412110014C5010105513110115D6011006614111016E7011107715111117F表1.2.1表1.2.1為0~15個(gè)數(shù)碼的不同進(jìn)制表示。數(shù)字電子技術(shù)第五版1.3不同數(shù)制間的轉(zhuǎn)換一、二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)數(shù)制轉(zhuǎn)換:不同進(jìn)制的數(shù)碼之間的轉(zhuǎn)換叫做數(shù)制轉(zhuǎn)換例如:
即將二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù),方法是將二進(jìn)制數(shù)、八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)按下列公式進(jìn)行展開即可數(shù)字電子技術(shù)第五版a.十進(jìn)制的整數(shù)轉(zhuǎn)換:二、十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù):
將十進(jìn)制的整數(shù)部分用基數(shù)2去除,保留余數(shù),再用商除2,依次下去,直到商為0為止,其余數(shù)即為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的整數(shù)部分
即將十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù),原則是“整數(shù)除2,小數(shù)乘2”數(shù)字電子技術(shù)第五版b.十進(jìn)制的小數(shù)轉(zhuǎn)換
將小數(shù)用基數(shù)2去乘,保留積的整數(shù),再用積的小數(shù)繼續(xù)乘2,依次下去,直到乘積是0為或達(dá)到要求的精度,其積的整數(shù)部分即為對(duì)應(yīng)的二進(jìn)制數(shù)的小數(shù)部分例1.3.1將(173.39)D轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制數(shù),要求精度為1%。a.整數(shù)部分解:其過程如下即(173)D=(10101101)B數(shù)字電子技術(shù)第五版b.小數(shù)部分由于精度要求為1%,故應(yīng)該令取對(duì)數(shù),可得取m=7滿足精度要求,過程如下即(0.39)D=(0.0110001)B故(173.39)D
=(10101101.0110001)B數(shù)字電子技術(shù)第五版三、二進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制和十六進(jìn)制方法:由于3位二進(jìn)制數(shù)可以有8個(gè)狀態(tài),000~111,正好是8進(jìn)制,而4位二進(jìn)制數(shù)可以有16個(gè)狀態(tài),0000~1111,正好是16進(jìn)制,故可以把二進(jìn)制數(shù)進(jìn)行分組。八進(jìn)制三位分為一組,不夠補(bǔ)零,十六進(jìn)制四位分為一組。依此類推,對(duì)于十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成其它進(jìn)制,只要把基數(shù)2換成其它進(jìn)制的基數(shù)即可。注:若將八進(jìn)制或十六進(jìn)制轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,即按三位或四位轉(zhuǎn)成二進(jìn)制數(shù)展開即可。數(shù)字電子技術(shù)第五版解:(1011110.1011001)B=(001011110.101100100)2
=(136.544)O(1011110.1011001)B=(01011110.10110010)2
=(5E.B2)H例1.3.2將(1011110.1011001)2轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制和十六進(jìn)制。解:例1.3.3將(703.65)O和(9F12.04A)H轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)(703.65)O=(111000011.110101)B(9F12.04A)H=(1001111100010010.00000100101)B數(shù)字電子技術(shù)第五版例1.3.4將(87)D轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)解:先將87轉(zhuǎn)化成二進(jìn)制,過程如圖,則(87)D=(1010111)B=(001010111)B
=(01010111)B=(127)O
=(57)H
提醒:若要將十進(jìn)制轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制或16進(jìn)制,可先轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制,再分組,轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制或十六進(jìn)制。數(shù)字電子技術(shù)第五版1.4二進(jìn)制的算術(shù)運(yùn)算1.4.1.二進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算的特點(diǎn)
當(dāng)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼表示兩個(gè)數(shù)量的大小,并且這兩個(gè)數(shù)進(jìn)行數(shù)值運(yùn)算,這種運(yùn)算稱為算術(shù)運(yùn)算。其規(guī)則是“逢二進(jìn)一”、“借一當(dāng)二”。算術(shù)運(yùn)算包括“加減乘除”,但減、乘、除最終都可以化為帶符號(hào)的加法運(yùn)算。如兩個(gè)數(shù)1001和0101的算術(shù)運(yùn)算如下數(shù)字電子技術(shù)第五版1.4.2反碼、補(bǔ)碼和補(bǔ)碼運(yùn)算
在用二進(jìn)制數(shù)碼表示一個(gè)數(shù)值時(shí),其正負(fù)是怎么區(qū)別的呢?二進(jìn)制數(shù)的正負(fù)數(shù)值的表述是在二進(jìn)制數(shù)碼前加一位符號(hào)位,用“0”表示正數(shù),用“1”表示負(fù)數(shù),這種帶符號(hào)位的二進(jìn)制數(shù)碼稱為原碼。一、原碼:例如:+17的原碼為010001,-17的原碼為110001二、反碼反碼是為了在求補(bǔ)碼時(shí)不做減法運(yùn)算。二進(jìn)制的反碼求法是:正數(shù)的反碼與原碼相同,負(fù)數(shù)的原碼除了符號(hào)位外的數(shù)值部分按位取反,即“1”改為“0”,“0”改為“0”,數(shù)字電子技術(shù)第五版例如+7和-7的原碼和補(bǔ)碼為:+7的原碼為0111,反碼為0111-7的原碼為1111,反碼為1000注:0的反碼有兩種表示,+0的反碼為0000,-0的反碼為1111三、補(bǔ)碼:1.模(模數(shù))的概念:
把一個(gè)事物的循環(huán)周期的長度,叫做這個(gè)事件的模或模數(shù)。
當(dāng)做二進(jìn)制減法時(shí),可利用補(bǔ)碼將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換成加法運(yùn)算。在將補(bǔ)碼之前先介紹模(或模數(shù))的概念數(shù)字電子技術(shù)第五版如一年365天,其模數(shù)為365;鐘表是以12為一循環(huán)計(jì)數(shù)的,故模數(shù)為12。十進(jìn)制計(jì)數(shù)就是10個(gè)數(shù)碼0~9,的循環(huán),故模為10。以表為例來介紹補(bǔ)碼運(yùn)算的原理:對(duì)于圖1.4.1所示的鐘表
當(dāng)在5點(diǎn)時(shí)發(fā)現(xiàn)表停在10點(diǎn),若想撥回有兩種方法:a.逆時(shí)針撥5個(gè)格,即10-5=5,這是做減法。b.順時(shí)針撥七個(gè)格,即10+7=17,由于模是12,故1相當(dāng)于進(jìn)位12,1溢出,故為7格,也是17-12=5,這是做加法。數(shù)字電子技術(shù)第五版
由此可見10+7和10-5的效果是一樣的,而5+7=12,將故7稱為-5的補(bǔ)數(shù),即補(bǔ)碼,也可以說減法可以由補(bǔ)碼的加法來代替2.補(bǔ)碼的表示正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是符號(hào)位為“1”,數(shù)值位按位取反加“1”,即“反碼加1”例如:[+7][-7]原碼01111111反碼01111000補(bǔ)碼01111001數(shù)字電子技術(shù)第五版注意:1.采用補(bǔ)碼后,可以方便地將減法運(yùn)算轉(zhuǎn)換成加法運(yùn)算,而乘法和除法通過移位和相加也可實(shí)現(xiàn),這樣可以使運(yùn)算電路結(jié)構(gòu)得到簡化;2.正數(shù)的補(bǔ)碼既是它所表示的數(shù)的真值,負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼部分不是它所示的數(shù)的真值。3.與原碼和反碼不同,“0”的補(bǔ)碼只有一個(gè),即(00000000)B4.已知原碼,求補(bǔ)碼和反碼:正數(shù)的原碼和補(bǔ)碼、反碼相同;負(fù)數(shù)的反碼是符號(hào)位不變,數(shù)值位取反,而補(bǔ)碼是符號(hào)位不變,數(shù)值位取反加“1”。如:原碼為10110100,其反碼為11001011,補(bǔ)碼為1100100。數(shù)字電子技術(shù)第五版5.已知補(bǔ)碼,求原碼:正數(shù)的補(bǔ)碼和原碼相同;負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼應(yīng)該是數(shù)值位減“1”再取反,但對(duì)于二進(jìn)制數(shù)來說,先減“1”取反和先取反再加“1”的結(jié)果是一樣的。故由負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼求原碼就是數(shù)值位取反加“1”。如已知某數(shù)的補(bǔ)碼為(11101110)B,其原碼為(10010010)B6.如果二進(jìn)制的位數(shù)為n,則可表示的有符號(hào)位數(shù)的范圍為(-2n~2n-1-1),如n=8,則可表示(-128~127),故在做加法時(shí),注意兩個(gè)數(shù)的絕對(duì)值不要超出它所表示數(shù)的范圍。數(shù)字電子技術(shù)第五版例1.4.1用二進(jìn)制補(bǔ)碼計(jì)算:75+28、75-28、-75+28、-75-28
(+75)D=(01001011)B
(+28)D=(00011100)B
(-75)D=(11001011)B
(-28)D=(10011100)B
原碼7528+1030100101100011100+01100111(-75)D=(10110101)B;
(-28)D=(11100100)B;解:先求兩個(gè)數(shù)的二進(jìn)制原碼和補(bǔ)碼(用8位代碼)補(bǔ)碼數(shù)字電子技術(shù)第五版7528-470100101111100100+100101111-7528--1031011010111100100+110011001溢出-7528+-471011010100011100+11010001溢出補(bǔ)碼補(bǔ)碼數(shù)字電子技術(shù)第五版表4-1為4位帶符號(hào)位二進(jìn)制代碼的原碼、反碼和補(bǔ)碼對(duì)照表十進(jìn)制數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼十進(jìn)制數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼+7011101110111-1100111101111+6011001100110-2101011011110+5010101010101-3101111001101+4010001000100-4110010111100+3001100110011-5110110101011+2001000100010-6111010011010+1000100010001-71111100010010000000000000-8100011111000數(shù)字電子技術(shù)第五版1.5二進(jìn)制編碼1.5.1三個(gè)術(shù)語數(shù)碼:代表一個(gè)確切的數(shù)字,如二進(jìn)制數(shù),八進(jìn)制數(shù)等。代碼:特定的二進(jìn)制數(shù)碼組,是不同信號(hào)的代號(hào),不一定有數(shù)的意義編碼:n位二進(jìn)制數(shù)可以組合成2n個(gè)不同的信息,給每個(gè)信息規(guī)定一個(gè)具體碼組,這種過程叫編碼。數(shù)字系統(tǒng)中常用的編碼有兩類,一類是二進(jìn)制編碼,另一類是二-十進(jìn)制編碼。另外無論二進(jìn)制編碼還是二-十進(jìn)制編碼,都可分成有權(quán)碼(每位數(shù)碼代表的權(quán)值固定)和無權(quán)碼數(shù)字電子技術(shù)第五版1.5.2十進(jìn)制代碼
用4位二進(jìn)制代碼表示十進(jìn)制的0~9個(gè)數(shù)碼,即二-十進(jìn)制的編碼。4位二進(jìn)制代碼可以有0000~1111十六個(gè)狀態(tài),則表示0~9十個(gè)狀態(tài)可以有多種編碼形式,其中常用的有8421碼、余3碼、2421碼、5211碼、余3循環(huán)碼等,其中8421碼、2421碼、5211碼為有權(quán)碼,即每一位的1都代表固定的值。表1.5.1為幾種編碼形式數(shù)字電子技術(shù)第五版表1.5.1返回A返回B數(shù)字電子技術(shù)第五版說明:1.8421碼:又稱BCD碼,是最常用的十進(jìn)制編碼。其每位的權(quán)為8、4、2、1,按公式展開,即可得對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù),如(0101)2=1×24+1×20=52.余3碼不是有權(quán)碼,由于它按二進(jìn)制展開后十進(jìn)制數(shù)比所表示的對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)大3。如0101表示的是2,其展開十進(jìn)制數(shù)為5,故稱為余3碼。采用余3碼的好處是:利用余3碼做加法時(shí),如果所得之和為10,恰好對(duì)應(yīng)二進(jìn)制16,可以自動(dòng)產(chǎn)生進(jìn)位信號(hào)。如0110(3)+1010(7)=1111(10);另外0和9、1和8、2和7…是互為反碼,這對(duì)于求補(bǔ)很方便。鏈接A數(shù)字電子技術(shù)第五版3.2421碼是有權(quán)碼,其每位的權(quán)為2、4、2、1,如(1100)2=1×2+1×4=6,與余3碼相同0和9、1和8、2和7…是互為反碼。另外當(dāng)任何兩個(gè)這樣的編碼值相加等于9時(shí),結(jié)果的4個(gè)二進(jìn)制碼一定都是1111。4.5211碼也是有權(quán)碼,其每位的權(quán)為5、2、1、1,如(0111)2=1×2+1×1+1×1=4,主要用在分頻器上5.余3循環(huán)碼是無權(quán)碼,它的特點(diǎn)是相鄰的兩個(gè)代碼之間只有一位狀態(tài)不同。這在譯碼時(shí)不會(huì)出錯(cuò)(競(jìng)爭(zhēng)-冒險(xiǎn))鏈接B數(shù)字電子技術(shù)第五版1.5.3二進(jìn)制編碼:表1.1兩種4位二進(jìn)制編碼
十進(jìn)制數(shù)自然二
進(jìn)制碼循環(huán)二
進(jìn)制碼十進(jìn)制數(shù)自然二
進(jìn)制碼循環(huán)二
進(jìn)制碼000000000810001100100010001910011101200100011101010111130011001011101111104010001101211001010501010111131101101160110010114111010017011101001511111000它包括自然碼和循環(huán)碼,如表1.5.2所示返回?cái)?shù)字電子技術(shù)第五版循環(huán)碼:也叫格雷碼,它是無權(quán)碼,每位代碼無固定權(quán)值,其組成是格雷碼的最低位是0110循環(huán);第二位是00111100循環(huán);第三位是0000111111110000循環(huán),以此類推可以得到多位數(shù)的格雷碼。格雷碼的特點(diǎn)是任何相鄰的兩個(gè)碼組中,僅有一位代碼不同,抗干擾能力強(qiáng),主要用在計(jì)數(shù)器中。自然碼:有權(quán)碼,每位代碼都有固定權(quán)值,結(jié)構(gòu)形式與二進(jìn)制數(shù)完全相同,最大計(jì)數(shù)為2n-1,n為二進(jìn)制數(shù)的位數(shù)鏈接數(shù)字電子技術(shù)第五版1.5.4美國信息交換標(biāo)準(zhǔn)代碼(ASCⅡ)(自學(xué))作業(yè)【題1.4】(2)(4)【題1.6】(2)(4)【題1.11】(2)(4)【題1.12】(2)(6)【題1.13】(3)(8)【題1.15】(4)(8)數(shù)字電子技術(shù)第五版第二章邏輯代數(shù)基礎(chǔ)內(nèi)容提要
本章介紹分析數(shù)字邏輯功能的數(shù)學(xué)方法。首先介紹邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算、常用公式和基本定理,然后介紹邏輯代數(shù)及其表示方法、邏輯函數(shù)的化簡。重點(diǎn)掌握卡諾圖化簡邏輯函數(shù),為后續(xù)課程打下基礎(chǔ)。數(shù)字電子技術(shù)第五版本章的內(nèi)容2.1概述2.2邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算2.3邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式2.4邏輯代數(shù)的基本定理2.5邏輯函數(shù)及其表示方法2.6邏輯函數(shù)的化簡方法2.7具有無關(guān)項(xiàng)的邏輯函數(shù)及其化簡數(shù)字電子技術(shù)第五版2.1概述
在數(shù)字電路中,1位二進(jìn)制數(shù)碼“0”和“1”不僅可以表示數(shù)量的大小,也可以表示事物的兩種不同的邏輯狀態(tài),如電平的高低、開關(guān)的閉合和斷開、電機(jī)的起動(dòng)和停止、電燈的亮和滅等。這種只有兩種對(duì)立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系,稱為二值邏輯。
當(dāng)二進(jìn)制數(shù)碼“0”和“1”表示二值邏輯,并按某種因果關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算時(shí),稱為邏輯運(yùn)算,最基本的三種邏輯運(yùn)算為“與”、“或”、“非”,它與算術(shù)運(yùn)算的本質(zhì)區(qū)別是“0”和“1”沒有數(shù)量的意義。故在邏輯運(yùn)算中1+1=1(或運(yùn)算)2.1.1二值邏輯和邏輯運(yùn)算數(shù)字電子技術(shù)第五版
數(shù)字電路是一種開關(guān)電路,輸入、輸出量是高、低電平,可以用二值變量(取值只能為0,l)來表示。輸入量和輸出量之間的關(guān)系是一種邏輯上的因果關(guān)系。仿效普通函數(shù)的概念,數(shù)字電路可以用邏輯函數(shù)的的數(shù)學(xué)工具來描述。2.1.2數(shù)字電路的特點(diǎn)及描述工具
邏輯代數(shù)是布爾代數(shù)在數(shù)字電路中二值邏輯的應(yīng)用,它首先是由英國數(shù)學(xué)家喬治.布爾(GeorgeBoole)提出的,用在邏輯運(yùn)算上。后來用在數(shù)字電路中,就被稱為開關(guān)代數(shù)或邏輯代數(shù),它是邏輯函數(shù)的基礎(chǔ)。數(shù)字電子技術(shù)第五版注意:1.邏輯代數(shù)和普通數(shù)學(xué)代數(shù)的運(yùn)算相似,如有交換律、結(jié)合律、分配律,而且邏輯代數(shù)中也用字母表示變量,叫邏輯變量。2.邏輯代數(shù)和普通數(shù)學(xué)代數(shù)有本質(zhì)區(qū)別,普通數(shù)學(xué)代數(shù)中的變量取值可以是正數(shù)、負(fù)數(shù)、有理數(shù)和無理數(shù),是進(jìn)行十進(jìn)制(0~9)數(shù)值運(yùn)算。而邏輯代數(shù)中變量的取值只有兩個(gè):“0”和“1”。并且“0”和“1”沒有數(shù)值意義,它只是表示事物的兩種邏輯狀態(tài)。數(shù)字電子技術(shù)第五版2.2邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算
在二值邏輯函數(shù)中,最基本的邏輯運(yùn)算有與(AND)、或(OR)、非(NOT)三種邏輯運(yùn)算。2.2.1與運(yùn)算
與運(yùn)算也叫邏輯乘或邏輯與,即當(dāng)所有的條件都滿足時(shí),事件才會(huì)發(fā)生,即“缺一不可。
如圖2.2.1所示電路,兩個(gè)串聯(lián)的開關(guān)控制一盞燈就是與邏輯事例,只有開關(guān)A、B同時(shí)閉合時(shí)燈才會(huì)亮。數(shù)字電子技術(shù)第五版
設(shè)開關(guān)閉合用“1”表示,斷開用“0”表示;燈亮用“1”表示,燈滅用“0”表示(邏輯賦值),則可得到表2.2.1所示的輸入輸出的邏輯關(guān)系,稱為真值表
從表中可知,其邏輯規(guī)律服從“有0出0,全1才出1”這種與邏輯可以寫成下面的表達(dá)式:稱為與邏輯式,這種運(yùn)算稱為與運(yùn)算數(shù)字電子技術(shù)第五版也可以用圖2.2.2表示與邏輯,稱為邏輯門或邏輯符號(hào),實(shí)現(xiàn)與邏輯運(yùn)算的門電路稱為與門。2.2.2或運(yùn)算
或運(yùn)算也叫邏輯加或邏輯或,即當(dāng)其中一個(gè)條件滿足時(shí),事件就會(huì)發(fā)生,即“有一即可若有n個(gè)邏輯變量做與運(yùn)算,其邏輯式可表示為數(shù)字電子技術(shù)第五版
如圖2.2.3所示電路,兩個(gè)并聯(lián)的開關(guān)控制一盞燈就是或邏輯事例,只要開關(guān)A、B有一個(gè)閉合時(shí)燈就會(huì)亮。
用與前面相同的邏輯賦值同樣也可得到其真值表如表2.2.2所示,其邏輯規(guī)律服從“有1出1,全0才出0”
其邏輯式為上式說明:當(dāng)邏輯變量A、B有一個(gè)為1時(shí),邏輯函數(shù)輸出Y就為1。只有A、B全為0,Y才為0。數(shù)字電子技術(shù)第五版
其邏輯門符號(hào)如圖2.2.4所示,實(shí)現(xiàn)或邏輯運(yùn)算的門電路稱為或門。若有n個(gè)邏輯變量做或運(yùn)算,其邏輯式可表示為3.非邏輯運(yùn)算
條件具備時(shí),事件不發(fā)生;條件不具備時(shí),事件發(fā)生,這種因果關(guān)系叫做邏輯非,也稱邏輯求反數(shù)字電子技術(shù)第五版如圖2.2.5所示電路,一個(gè)開關(guān)控制一盞燈就是非邏輯事例,當(dāng)開關(guān)A閉合時(shí)燈就會(huì)不亮。
非邏輯運(yùn)算也叫邏輯非或非運(yùn)算、反相運(yùn)算,即輸出變量是輸入變量的相反狀態(tài)。其邏輯式為
用與前面相同的邏輯賦值同樣也可得到其真值表如表2.2.3所示注:上式也可寫成數(shù)字電子技術(shù)第五版其邏輯門符號(hào)如圖2.2.6所示,實(shí)現(xiàn)非邏輯運(yùn)算的門電路稱為非門
以上為最基本的三種邏輯運(yùn)算,除此之外,還有下面的由基本邏輯運(yùn)算組合出來的邏輯運(yùn)算4.與非(NAND)邏輯運(yùn)算與非運(yùn)算是先與運(yùn)算后非運(yùn)算的組合。以二變量為例,布爾代數(shù)表達(dá)式為:其真值表如表2.2.4所示數(shù)字電子技術(shù)第五版其邏輯規(guī)律服從“有0出1,全1才出0”
實(shí)現(xiàn)與非運(yùn)算用與非門電路來實(shí)現(xiàn),如圖2.2.7所示5.或非(NOR)運(yùn)算
或非運(yùn)算是先或運(yùn)算后非運(yùn)算的組合。以二變量A、B為例,布爾代數(shù)表達(dá)式為:數(shù)字電子技術(shù)第五版或非邏輯規(guī)律服從有“1”出“0”全“0”出“1”或非運(yùn)算用或非門電路來實(shí)現(xiàn),如圖2.2.8所示其真值表如表2.2.5所示數(shù)字電子技術(shù)第五版
與或非運(yùn)算是“先與后或再非”三種運(yùn)算的組合。以四變量為例,邏輯表達(dá)式為:上式說明:當(dāng)輸入變量A、B同時(shí)為1或C、D同時(shí)為1時(shí),輸出Y才等于0。與或非運(yùn)算是先或運(yùn)算后非運(yùn)算的組合。在工程應(yīng)用中,與或非運(yùn)算由與或非門電路來實(shí)現(xiàn),其真值表見書P22表2.2.6所示,邏輯符號(hào)如圖2.2.9所示6.與或非運(yùn)算數(shù)字電子技術(shù)第五版其門電路的邏輯符號(hào)如圖2.2.10所示其布爾表達(dá)式(邏輯函數(shù)式)為7.異或運(yùn)算符號(hào)“⊕”表示異或運(yùn)算,即兩個(gè)輸入邏輯變量取值不同時(shí)Y=1,即不同為“1”相同為“0”,異或運(yùn)算用異或門電路來實(shí)現(xiàn)其真值表如表2.2.6所示數(shù)字電子技術(shù)第五版
異或運(yùn)算的性質(zhì)
1.交換律:2.結(jié)合律:3.分配律:推論:當(dāng)n個(gè)變量做異或運(yùn)算時(shí),若有偶數(shù)個(gè)變量取“1”時(shí),則函數(shù)為“0”;若奇數(shù)個(gè)變量取1時(shí),則函數(shù)為1.4.數(shù)字電子技術(shù)第五版8.同或運(yùn)算:其布爾表達(dá)式為符號(hào)“⊙”表示同或運(yùn)算,即兩個(gè)輸入變量值相同時(shí)Y=1,即相同為“1”不同為“0”
。同或運(yùn)算用同或門電路來實(shí)現(xiàn),它等價(jià)于異或門輸出加非門,其真值表如表2.2.7所示其門電路的邏輯符號(hào)如圖2.2.11所示數(shù)字電子技術(shù)第五版2.3邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式2.3.1基本公式表2.3.1為邏輯代數(shù)的基本公式,也叫布爾恒等式表2.3.1邏輯代數(shù)的基本公式返回A返回B數(shù)字電子技術(shù)第五版A·0=0A+0=AA·1=AA+1=12.交換律、結(jié)合律、分配律a.交換律:AB=BAA+B=B+Ab.結(jié)合律:A(BC)=(AB)CA+(B+C)=(A+B)+Cc.分配律:A(B+C)=AB+ACA+BC=(A+B)(A+C)1.關(guān)于變量與常數(shù)關(guān)系的定理說明:由表中可以看出鏈接A數(shù)字電子技術(shù)第五版a.互補(bǔ)律:b.重疊律:A·A=AA+A=Ac.非非律:d.吸收律:A+AB=AA(A+B)=Ae.摩根定律:注:以上定律均可由真值表驗(yàn)證3.邏輯函數(shù)獨(dú)有的基本定理鏈接B數(shù)字電子技術(shù)第五版2.3.2若干常用公式表2.3.2為常用的一些公式表2.3.2常用公式數(shù)字電子技術(shù)第五版說明:1.A+AB=A:在兩個(gè)乘積項(xiàng)相加時(shí),如果其中一項(xiàng)包含另一項(xiàng),則這一項(xiàng)是多余的,可以刪掉;2.A+A
B=A+B:在兩個(gè)乘積項(xiàng)相加時(shí),如果其中一項(xiàng)含有另一項(xiàng)的取反因子,則此取反因子多余的,可從該項(xiàng)中刪除;3.AB+AB
=A:在兩個(gè)乘積項(xiàng)相加時(shí),如果它們其中的一個(gè)因子相同,而另一個(gè)因子取反,則兩項(xiàng)合并,保留相同因子;4.A(A+B)=A:在當(dāng)一項(xiàng)和包含這一項(xiàng)的和項(xiàng)相乘時(shí),其和項(xiàng)可以消掉數(shù)字電子技術(shù)第五版5.AB+A
C+BC=AB+A
C:在三個(gè)乘積項(xiàng)相加時(shí),如果前兩項(xiàng)中的一個(gè)因子互為反,那么剩余的因子組成的另一項(xiàng)則是多余的,可以刪掉;公式AB+A
C+BCD=AB+A
C的原理和上述相同6.A(AB)
=AB
:如果某項(xiàng)和包含這一項(xiàng)的乘積項(xiàng)取反相乘時(shí),則這一項(xiàng)可以刪掉;7.A
(AB)
=A
:當(dāng)某個(gè)項(xiàng)取反和包含這一項(xiàng)的乘積項(xiàng)取反相乘時(shí),則只保留這個(gè)取反項(xiàng)以上的公式比較常用,應(yīng)該能熟用,為以后邏輯函數(shù)的化簡打好基礎(chǔ)數(shù)字電子技術(shù)第五版2.4邏輯代數(shù)的基本定理2.4.1代入定理內(nèi)容:任何一個(gè)含有變量A
的等式,如果將所有出現(xiàn)A的位置都用同一個(gè)邏輯函數(shù)G來替換,則等式仍然成立。利用代入定理可以證明一些公式,也可以將前面的兩變量常用公式推廣成多變量的公式數(shù)字電子技術(shù)第五版證明:方程的左邊有A的地方代入G得:B[(A十D)十C]=B(A十D)十BC=BA十BD十BC方程的右邊有A的地方代入G得:B(A十D)十BC=BA十BD十BC故B[(A十D)十C]=B(A十D)十BC例2.4.1若B(A十C)=BA十BC,現(xiàn)將所有出現(xiàn)A的地方都代入函數(shù)G=A十D,則證明等式仍成立
數(shù)字電子技術(shù)第五版證明:設(shè)G=BC代入公式左右的B中同理設(shè)G=B+C代入式子左右的B例2.4.2試用代入規(guī)則證明摩根定律適用多變量的情況可得故:可得數(shù)字電子技術(shù)第五版內(nèi)容:若已知邏輯函數(shù)Y的邏輯式,則只要將Y式中所有的“.”換為“+”,“+”換為“.”,常量“0”換成“1”,“1”換成“0”,所有原變量(不帶非號(hào))變成反變量,所有反變量換成原變量,得到的新函數(shù)即為原函數(shù)Y的反函數(shù)(補(bǔ)函數(shù))Y
。利用摩根定律,可以求一個(gè)邏輯函數(shù)的反函數(shù)。2.反演定理注意:1.
變換中必須保持先與后或的順序;2.對(duì)跨越兩個(gè)或兩個(gè)以上變量的“非號(hào)”要保留不變;數(shù)字電子技術(shù)第五版解:由摩根定理或直接求反例2.4.3已知Y=A(B+C)+C
D
,求Y
數(shù)字電子技術(shù)第五版解:由反演定理例2.4.4若Y=[(A
B)
+C+D]
+C,求反函數(shù)或直接求反得數(shù)字電子技術(shù)第五版3.對(duì)偶規(guī)則對(duì)偶式:設(shè)Y是一個(gè)邏輯函數(shù),如果將Y中所有的“+”換成與“·”,“.”換成與“+”,“1”換成與“0”,“0”換成與“1”,而變量保持不變,則所得的新的邏輯式Y(jié)D稱為Y的對(duì)偶式。如:數(shù)字電子技術(shù)第五版對(duì)偶規(guī)則:如果兩個(gè)函數(shù)Y和G相等,則其對(duì)偶式Y(jié)D和GD也必然相等,Viceversa。利用對(duì)偶式可以證明一些常用公式例1.1.5試?yán)脤?duì)偶規(guī)則證明分配律A+BC=(A+B)(A+C)式子成立證明:設(shè)Y=A+BC,G=(A+B)(A+C),則它們的對(duì)偶式為由于故Y=G,即A+BC=(A+B)(A+C)
數(shù)字電子技術(shù)第五版證明:設(shè)則它們的對(duì)偶式為由于故Y=G,即例1.1.6試?yán)脤?duì)偶規(guī)則證明吸收律A+AB=A+B
式子成立數(shù)字電子技術(shù)第五版2.5邏輯函數(shù)的定義:其中:A1,A2…An稱為n個(gè)輸入邏輯變量,取值只能是“0”或是“1”,Y為輸出邏輯變量,取值只能是“0”或是“1”則F稱為n變量的邏輯函數(shù)
在數(shù)字電路中,輸入為二值邏輯變量,輸出也是二值變量,則表示輸入輸出的邏輯函數(shù)關(guān)系,即如Y=A+BC,表示輸出等于變量B取反和變量C的與,再和變量A相或。2.5.1邏輯函數(shù)數(shù)字電子技術(shù)第五版一、邏輯真值表2.5.2邏輯函數(shù)的幾種表示方法
邏輯函數(shù)的表示方法很多,比較常用的如下:
邏輯真值表就是采用一種表格來表示邏輯函數(shù)的運(yùn)算關(guān)系,其中輸入部分列出輸入邏輯變量的所有可能取值得組合,輸出部分根據(jù)邏輯函數(shù)得到相應(yīng)的輸出邏輯變量值。
如表2.5.1表示的異或邏輯關(guān)系的函數(shù),即YBA011101110000輸出輸入表2.5.1Y=AB
+AB
數(shù)字電子技術(shù)第五版二、邏輯函數(shù)式
按一定邏輯規(guī)律寫成的函數(shù)形式,也是邏輯代數(shù)式。與普通函數(shù)數(shù)不同的是,邏輯函數(shù)式中的輸入輸出變量都是二值的邏輯變量。如異或關(guān)系的邏輯函數(shù)可寫成Y=AB
+AB
三、邏輯圖法
采用規(guī)定的圖形符號(hào),來構(gòu)成邏輯函數(shù)運(yùn)算關(guān)系的網(wǎng)絡(luò)圖形圖2.5.1表示的是異或關(guān)系的邏輯圖數(shù)字電子技術(shù)第五版四波形圖法:
一種表示輸入輸出變量動(dòng)態(tài)變化的圖形,反映了函數(shù)值隨時(shí)間變化的規(guī)律,也稱時(shí)序圖。如圖2.5.2表示異或邏輯關(guān)系的波形。
除上面介紹的四種邏輯函數(shù)表示方法外,還有卡諾圖法、點(diǎn)陣圖法及硬件描述語言等。在后面的課程中將重點(diǎn)介紹卡諾圖法。數(shù)字電子技術(shù)第五版五、各種表示方法間的相互轉(zhuǎn)換
在設(shè)計(jì)數(shù)字電路時(shí),有時(shí)需要進(jìn)行各種表示邏輯函數(shù)方法的轉(zhuǎn)換。1.真值表與邏輯函數(shù)式的相互轉(zhuǎn)換
通過下面的例子得出由真值表寫出邏輯函數(shù)的方法例2.5.1某邏輯函數(shù)的真值表如表2.5.2所示,寫出邏輯函數(shù)式輸入輸出ABCY10
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
10
1
1
0
1
0
0
1表2.5.2輸出Y20
0
0
1
0
1
1
1(1)由真值表寫邏輯函數(shù)式數(shù)字電子技術(shù)第五版解:邏輯式為輸入輸出ABCY10
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
10
1
1
0
1
0
0
1表2.5.2輸出Y20
0
0
1
0
1
1
1總結(jié):①找出真值表中使邏輯函數(shù)為“1”的輸入變量的組合;數(shù)字電子技術(shù)第五版②對(duì)應(yīng)每個(gè)輸出為“1”變量組合關(guān)系為與的關(guān)系,即乘積項(xiàng),其中如圖輸入變量取值為“1”的寫成原變量,輸入變量取值為“0”的寫成反變量,如AB
C輸入輸出ABCY10
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
10
1
1
0
1
0
0
1表2.5.2輸出Y20
0
0
1
0
1
1
1③將這些乘積項(xiàng)相加,即得到輸出的邏輯式數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.5.2已知真值表如表2.5.3所示,試寫出輸出的邏輯函數(shù)輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
11
0
0
1
0
1
1
0表2.5.3解:其輸出的邏輯函數(shù)為數(shù)字電子技術(shù)第五版(2)由邏輯函數(shù)式寫出真值表
將輸入變量所有取值組合,代入邏輯函數(shù)式,得出輸出的值,并以表的形式表示出來。例2.5.3寫出邏輯函數(shù)Y=AB
+C的真值表解:其真值表如表2.5.4所示輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
11
0
1
1
1
1
1
0表2.5.4數(shù)字電子技術(shù)第五版2.邏輯函數(shù)式與邏輯圖的相互轉(zhuǎn)換(1)由邏輯函數(shù)式畫出邏輯圖
用邏輯符號(hào)代替邏輯函數(shù)中的邏輯關(guān)系,即可得到所求的邏輯圖例2.5.4畫出邏輯函數(shù)Y=[(AB+C
)+(AC
)+B]的邏輯電路解:其實(shí)現(xiàn)電路如圖2.5.3所示數(shù)字電子技術(shù)第五版(2)由邏輯圖寫出邏輯函數(shù)式
已知邏輯圖,根據(jù)邏輯門的輸入輸出關(guān)系,寫出整個(gè)邏輯圖的輸入輸出關(guān)系,得出輸出的邏輯函數(shù)式例2.5.5已知邏輯電路如圖2.5.4,試寫出輸出端的邏輯函數(shù)式,并寫出真值表解:輸出的邏輯式為數(shù)字電子技術(shù)第五版由邏輯式寫出真值表,如表2.5.5所示輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
10
1
0
1
0
0
1
1表2.5.5數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.5.6設(shè)計(jì)一個(gè)邏輯電路,當(dāng)三個(gè)輸入A、B、C至少有兩個(gè)為低電平時(shí),該電路輸出為高,試寫出該要求的真值表和邏輯表達(dá)式,畫出實(shí)現(xiàn)的邏輯圖解:由邏輯要求寫出真值表,如表2.5.6所示輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
11
1
1
0
1
0
0
0表2.5.6數(shù)字電子技術(shù)第五版由真值表寫出邏輯式為輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
11
1
1
0
1
0
0
0表2.5.6數(shù)字電子技術(shù)第五版其實(shí)現(xiàn)的邏輯圖如圖2.5.5所示數(shù)字電子技術(shù)第五版3.波形圖與真值表的相互轉(zhuǎn)換(1)由波形圖得到真值表
根據(jù)所給的波形,列出各輸入變量組合所對(duì)應(yīng)的輸出值例2.5.7已知邏輯函數(shù)Y的輸出波形如圖2.5.6所示,試分析其邏輯功能。解:由所給的波形寫出輸入輸出的真值表,如表2.5.7所示數(shù)字電子技術(shù)第五版由真值表可知,當(dāng)輸入變量A、B取值相同時(shí),輸出Y=1;A、B取值不同時(shí),輸出Y=0。故輸出和輸入是同或關(guān)系。其邏輯函數(shù)式為YBA111001010100輸出輸入表2.5.7數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.5.8已知圖2.5.7所示是某個(gè)數(shù)字邏輯電路的輸入輸出波形,試畫出該組合邏輯電路圖,并判斷其邏輯功能解:由波形得出真值表如表2.5.8所示輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
10
1
1
0
1
0
0
1表2.5.8數(shù)字電子技術(shù)第五版由真值表寫出輸出的邏輯式輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
10
1
1
0
1
0
0
1表2.5.8由真值表可知,當(dāng)輸出有奇數(shù)個(gè)“1”時(shí),輸入為“1”。故此電路為“判奇電路”,其邏輯圖如圖2.5.8所示數(shù)字電子技術(shù)第五版(2)由真值表畫出波形圖按照真值表的輸入取值,畫出輸入輸出的波形。例2.5.9已知邏輯函數(shù)的真值表如表2.5.9所示,試畫出輸入輸出波形和輸出端的邏輯函數(shù)式。輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
11
1
0
0
1
0
0
0表2.5.9解:由真值表畫出輸入輸出波形如圖2.5.9所示數(shù)字電子技術(shù)第五版輸出端的邏輯式為輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
11
1
0
0
1
0
0
0表2.5.9數(shù)字電子技術(shù)第五版2.5.3邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)型
一種輸入輸出的邏輯關(guān)系可以有多種等效的表達(dá)式表示,但可以化為標(biāo)準(zhǔn)形式。其標(biāo)準(zhǔn)型有兩種:標(biāo)準(zhǔn)與或式和標(biāo)準(zhǔn)或與式1.最小項(xiàng)a.定義:
在n變量的邏輯函數(shù)中,設(shè)有n個(gè)變量A1~An,而m是由所有這n個(gè)變量組成的乘積項(xiàng)(與項(xiàng))。若m中包含的每一個(gè)變量都以Ai或A
i
的形式出現(xiàn)一次且僅一次,則稱m是n變量的最小項(xiàng)。注:n個(gè)變量構(gòu)成的最小項(xiàng)有2n個(gè),通常用mi表示第i個(gè)最小項(xiàng),變量按A1~An排列,以原變量出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的值為“1”,以反變量出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的值取“0”,按二進(jìn)制排列時(shí),其十進(jìn)制數(shù)即為i。一、最小項(xiàng)和最大項(xiàng)數(shù)字電子技術(shù)第五版表2.5.10、表2.5.11、表2.5.12分別為二變量、三變量和四變量的最小項(xiàng)數(shù)字電子技術(shù)第五版數(shù)字電子技術(shù)第五版b.最小項(xiàng)的性質(zhì)①對(duì)于任一個(gè)最小項(xiàng),僅有一組變量取值使它的值為“1”,而其它取值均使它為“0”。或者說在輸入變量的任何取值必有一個(gè)最小項(xiàng)也僅有一個(gè)最小項(xiàng)的值為“1”。②n變量組成的全體最小項(xiàng)之邏輯和為“1”。即數(shù)字電子技術(shù)第五版2.最大項(xiàng)a.定義:在n變量的邏輯函數(shù)中,設(shè)有n個(gè)變量A1~An,而M是由所有這n個(gè)變量組成的和項(xiàng)(或項(xiàng))。若M中包含的每一個(gè)變量都以Ai或A
i的形式出現(xiàn)一次且僅一次,則M是n變量的最大項(xiàng)。注:
n個(gè)變量構(gòu)成的最大項(xiàng)也有2n個(gè),通常用Mi表示第i個(gè)最大項(xiàng),變量按A1~An排列,以原變量出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的值為“0”,以反變量出現(xiàn)時(shí)對(duì)應(yīng)的值取“1”,按二進(jìn)制排列時(shí),其十進(jìn)制數(shù)即為i。數(shù)字電子技術(shù)第五版表2.5.13、表2.5.14分別為二變量、三變量的最大項(xiàng),四變量最大項(xiàng)課下自己寫出數(shù)字電子技術(shù)第五版b.最大項(xiàng)的性質(zhì)
①對(duì)于任一個(gè)最大項(xiàng),僅有一組變量取值使它的值為“0”,而其它取值均使它為“1”。或者說在輸入變量的任何取值必有一個(gè)最大項(xiàng)也僅有一個(gè)最大項(xiàng)的值為“0”。②n變量組成的全體最大項(xiàng)之邏輯積為“0”。即數(shù)字電子技術(shù)第五版二、邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或式型-最小項(xiàng)之和標(biāo)準(zhǔn)型如與或型特點(diǎn):1.式子為乘積和的形式;
2.不一定包含所有的最小項(xiàng),但每一項(xiàng)必須為最小項(xiàng)數(shù)字電子技術(shù)第五版標(biāo)準(zhǔn)與或式的寫法:
在n變量的邏輯函數(shù)中,若某一乘積項(xiàng)由于缺少一個(gè)變量不是最小項(xiàng),則在這項(xiàng)中添加此變量與這個(gè)變量的反變量之和這一項(xiàng),使之稱為最小項(xiàng),即利用公式A+A
=1例2.5.10將邏輯函數(shù)Y=A+BC寫成標(biāo)準(zhǔn)與或式解:注意:變量的排列順序。數(shù)字電子技術(shù)第五版三、邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)或與式型-最大項(xiàng)之積標(biāo)準(zhǔn)型如與或型特點(diǎn):1.式子為和積的形式;
2.邏輯函數(shù)不一定包含所有的最大項(xiàng),但每一項(xiàng)必須為最大項(xiàng)數(shù)字電子技術(shù)第五版標(biāo)準(zhǔn)或與式的寫法:
在n變量的邏輯函數(shù)中,若某一和項(xiàng)由于缺少一個(gè)變量不是最大項(xiàng),則在這項(xiàng)中加上此變量與這個(gè)變量的反變量之積這一項(xiàng),即利用公式AA
=0,然后利用公式A+BC=(A+B)(A+C)使之稱為最大項(xiàng)例2.5.11將邏輯函數(shù)Y=AC+BC寫成或與式解:數(shù)字電子技術(shù)第五版四、最小項(xiàng)與最大項(xiàng)的關(guān)系設(shè)有三變量A、B、C的最小項(xiàng),如m5
=ABC,對(duì)其求反得由此可知對(duì)于n變量中任意一對(duì)最小項(xiàng)mi和最大項(xiàng)Mi
,都是互補(bǔ)的,即數(shù)字電子技術(shù)第五版五、標(biāo)準(zhǔn)與或式和或與式之間的關(guān)系若某函數(shù)寫成最小項(xiàng)之和的形式為則此函數(shù)的反函數(shù)必為如表2.5.15中數(shù)字電子技術(shù)第五版上式或?qū)懗衫梅囱荻ɡ砜傻脭?shù)字電子技術(shù)第五版六、邏輯函數(shù)的兩種標(biāo)準(zhǔn)形式:
有時(shí)需要把任意邏輯函數(shù)變換為兩種標(biāo)準(zhǔn)形式:與或式(最小項(xiàng)之和)和或與式(最大項(xiàng)之積)。實(shí)現(xiàn)這種變換方法很多,可以利用添項(xiàng)、真值表、卡諾圖等實(shí)現(xiàn),這里介紹利用添項(xiàng)和真值表將邏輯函數(shù)變換成標(biāo)準(zhǔn)型。1.利用真值表
首先寫出邏輯函數(shù)的真值表,由真值表寫出最小項(xiàng)和最大項(xiàng)。標(biāo)準(zhǔn)與或式寫法
:由真值表確定邏輯函數(shù)為“1”的項(xiàng)作為函數(shù)的最小項(xiàng)(乘積項(xiàng))。若輸入變量取“1”,則寫成原變量;若輸入變量取值為“0”,則寫成反變量。不同的輸出“1”為和的關(guān)系。數(shù)字電子技術(shù)第五版標(biāo)準(zhǔn)或與式寫法:由真值表確定邏輯函數(shù)為“0”的項(xiàng)作為函數(shù)的最大項(xiàng)(和項(xiàng))。若輸入變量取“1”,則寫成反變量;若輸入變量取值為“0”,則寫成原變量。不同的輸出“0”為積的關(guān)系。例2.5.12試將下列函數(shù)利用真值表轉(zhuǎn)化成兩種標(biāo)準(zhǔn)形式
解:其真值表如表2.5.16所示數(shù)字電子技術(shù)第五版邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)或與型為則邏輯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)與或型為數(shù)字電子技術(shù)第五版標(biāo)準(zhǔn)或與式的寫法:在邏輯函數(shù)中,先將邏輯函數(shù)化為和積式。若某一和項(xiàng)由于缺少一個(gè)變量不是最大項(xiàng),則在這項(xiàng)中添加此變量與這個(gè)變量的反變量之積這一項(xiàng),再利用A=A+BB
=(A+B)(A+B)使之稱為最大項(xiàng)2.利用公式A+A
=1及A·A
=0將邏輯函數(shù)變換為與或式和或與式標(biāo)準(zhǔn)與或式寫法
:在邏輯函數(shù)中,先將函數(shù)化成與或式(不一定是最小項(xiàng)),則在與項(xiàng)中利用公式A+A
=1添加所缺的邏輯變量,寫成最小項(xiàng)的形式例2.5.13試?yán)锰砑禹?xiàng)的方法將下面邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)化成與或標(biāo)準(zhǔn)式數(shù)字電子技術(shù)第五版解:標(biāo)準(zhǔn)與或式為
例2.5.14試用添加項(xiàng)方法將下面邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)化成或與標(biāo)準(zhǔn)式解:數(shù)字電子技術(shù)第五版a.在將一個(gè)n變量的邏輯函數(shù)寫成與或式(最小項(xiàng)之和)后,若要寫成或與式(最大項(xiàng)之和)時(shí),其最大項(xiàng)的編號(hào)是除了最小項(xiàng)編號(hào)外的號(hào)碼,最小項(xiàng)與最大項(xiàng)的總個(gè)數(shù)為2n;b.由i個(gè)最小項(xiàng)構(gòu)成的與或式(最小項(xiàng)之和)邏輯函數(shù),其反函數(shù)可以用i個(gè)最大項(xiàng)的或與式(最大項(xiàng)之和)表示,其編號(hào)與最小項(xiàng)編號(hào)相同??偨Y(jié):數(shù)字電子技術(shù)第五版例1.2.5將下面邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)化成兩種標(biāo)準(zhǔn)式,并求其反函數(shù)
解:標(biāo)準(zhǔn)與或式為標(biāo)準(zhǔn)或與式為數(shù)字電子技術(shù)第五版(注:反函數(shù)的最大項(xiàng)編碼與原函數(shù)最小項(xiàng)編碼相同)反函數(shù)為數(shù)字電子技術(shù)第五版2.5.4邏輯函數(shù)形式的變換
除了上述標(biāo)準(zhǔn)與或式和標(biāo)準(zhǔn)或與式的外,還需要將邏輯函數(shù)變換成其它形式。假如給出的是一般與或式,要用與非門實(shí)現(xiàn),就需要將其變成與非-與非式。
一、與或式化為與非-與非式--利用反演定理
例2.5.10將下式Y(jié)=AC+BC
用與非門實(shí)現(xiàn),并畫出邏輯圖。
解:用二次求反,將第一級(jí)非號(hào)用摩根定理拆開,第二級(jí)保持不變。數(shù)字電子技術(shù)第五版
如果本身有反變量輸入,則用二級(jí)與非門就可實(shí)現(xiàn)該函數(shù),其邏輯電路如圖2.5.10所示。如果只有原變量輸入,另外要用與非門實(shí)現(xiàn)反相C
,其邏輯電路如圖2.5.11所示數(shù)字電子技術(shù)第五版二、將與非式化為與或非式例2.5.11將Y=AC+BC
用與或非門實(shí)現(xiàn),畫出邏輯圖。
解:先用反演定理求函數(shù)Y的反函數(shù)Y
,并整理成與或式,再將左邊的反號(hào)移到等式右邊,即兩邊同時(shí)求反。這就可用與或門實(shí)現(xiàn)。其電路如圖2.5.12所示多余項(xiàng)數(shù)字電子技術(shù)第五版三、將與或式化為或非-或非式
解:先將函數(shù)Y化為與或非形式,再用反演定理求Y
,并用摩根定理展開,再求Y,就可得到或非-或非式。
例2.5.11將下式Y(jié)=AC+BC
用或非門實(shí)現(xiàn)。其實(shí)現(xiàn)電路如圖2.5.13所示數(shù)字電子技術(shù)第五版或者先寫成最大項(xiàng)之積形式,再兩次取反,利用反演定理得到或非式數(shù)字電子技術(shù)第五版2.6邏輯函數(shù)的化簡方法
一個(gè)邏輯函數(shù)有多種不同形式的邏輯表達(dá)式,雖然描述的邏輯功能相同,但電路實(shí)現(xiàn)的復(fù)雜性和成本是不同的。邏輯表達(dá)式越簡單,實(shí)現(xiàn)的電路越簡單可靠,且低成本。因此在設(shè)計(jì)電路時(shí)必須將邏輯函數(shù)進(jìn)行簡化。注:隨著集成電路的發(fā)展,集成芯片的種類越來越多。邏輯函數(shù)是否“最簡”已無太大意義。但作為設(shè)計(jì)思路,特別對(duì)于中小規(guī)模集成電路,邏輯函數(shù)的簡化是不能忽視的邏輯函數(shù)的簡化方法很多,主要有邏輯代數(shù)簡化法(公式法)和卡諾圖法數(shù)字電子技術(shù)第五版2.6.1公式化簡法
公式法化簡就是利用邏輯代數(shù)的一些定理、公式和運(yùn)算規(guī)則,將邏輯函數(shù)進(jìn)行簡化。實(shí)現(xiàn)電路的器件不同,最終要得到的邏函數(shù)的形式不同,其最簡的定義也不同。
對(duì)于要小規(guī)模集成門電路實(shí)現(xiàn)的電路,常用的門為與非門、或非門、與或非門等。由上一節(jié)可知,其最終都可以由與或式、或與式轉(zhuǎn)換而成。故最常用的是最簡與或式和最簡或與式。最簡與或式:最簡的與或式所含乘積項(xiàng)最少,且每個(gè)乘積項(xiàng)中的因子也最少。最簡或與式:最簡的或與式所含和項(xiàng)最少,且每個(gè)和項(xiàng)中的相加的項(xiàng)也最少。數(shù)字電子技術(shù)第五版1.與或式的簡化(1)與或式:就是先與后或式(乘積和),最簡的與或式是所含與項(xiàng)最少,且每個(gè)與項(xiàng)的邏輯變量最少,則這個(gè)與或式是最簡的。下面討論公式法常用的化簡方法。上式Y(jié)1和Y2實(shí)現(xiàn)同樣的邏輯功能,但Y1中不僅所含變量多,而且乘積項(xiàng)也多了一項(xiàng),要用3個(gè)與門(不含非門)和一個(gè)或門實(shí)現(xiàn),而Y2的變量有3個(gè),兩個(gè)乘積項(xiàng),用2個(gè)與門、1個(gè)或門實(shí)現(xiàn)即可,這樣即節(jié)省元件,也減少布線和功耗。2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版(2)與或式的簡化方法a.合并項(xiàng)法:利用AB+AB=B消去一個(gè)變量;b.消除法:利用A+AB=A+B消去多余變量;c.配項(xiàng)法:利用A+A
=1
增加一些項(xiàng),再進(jìn)行簡化說明:一般化簡需要各種方法綜合起來?;喰枰记珊徒?jīng)驗(yàn),需多練習(xí)。另外最后的結(jié)果是否為最簡,難以判斷。2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.6.1將下式化為最簡與或式配項(xiàng)ABC解法一:配項(xiàng)法2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版解法二:用吸收法和消去法二種方法結(jié)果一致,但過程繁簡不同。盡量選擇最佳方法,使化簡過程簡單2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.6.2試將下面的邏輯函數(shù)簡化為最簡與或式解:注:從原式看,很難看出是不是最簡,而且用代數(shù)法簡化邏輯函數(shù),不僅要熟悉邏輯代數(shù)公式,而且要靈活運(yùn)用,而且不能保證最后結(jié)果最簡。2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.6.3試將下面邏輯函數(shù)簡化成最簡與或式解:多余項(xiàng)反演定理2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版練習(xí):試將下面邏輯函數(shù)簡化成最簡與或式2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版2.或與式的簡化a.利用公式A(A+B)=A及A(A
+B)=A化簡解:例2.6.4試將下面的邏輯函數(shù)簡化為最簡或與式2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版b.利用兩次求對(duì)偶式進(jìn)行簡化再求對(duì)偶式如例2.6.4的邏輯函數(shù):其對(duì)偶式為2.6.1公式化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版2.6.2卡諾圖化簡法
公式法簡化邏輯函數(shù)不直觀,且要熟練掌握邏輯代數(shù)的公式以及簡化技巧,而卡諾圖法能克服公式法的不足,可以直觀地給出簡化的結(jié)果。一.卡諾圖a.定義:將邏輯函數(shù)的真值表圖形化,把真值表中的變量分成兩組分別排列在行和列的方格中,就構(gòu)成二維圖表,即為卡諾圖,它是由卡諾(Karnaugh)和范奇(Veich)提出的。b.卡諾圖的構(gòu)成:將最小項(xiàng)按相鄰性排列成矩陣,就構(gòu)成卡諾圖實(shí)質(zhì)是將邏輯函數(shù)的最小項(xiàng)之和的以圖形的方式表示出來。最小項(xiàng)的相鄰性就是它們中變量只有一個(gè)是不同的。數(shù)字電子技術(shù)第五版下面表2.6.1是二變量的卡諾圖2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版表2.6.2為三變量的卡諾圖2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版表2.6.3為4變量的卡諾圖2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版從上面卡諾圖可以看出
任意兩個(gè)相鄰的最小項(xiàng)在圖上是相鄰的,并且圖中最左列的最小項(xiàng)與左右列相應(yīng)最小項(xiàng)也是相鄰的(如m0和m2,m9和m10)。位于最上面和最下面的相應(yīng)最小項(xiàng)也是相鄰的(m0和m9,m2和m10),所以四變量的最小項(xiàng)有四個(gè)相鄰最小項(xiàng)??梢宰C明n變量的卡諾圖中的最小項(xiàng)有n個(gè)相鄰最小項(xiàng)2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版n變量的卡諾圖可有n-1變量的卡諾圖采用折疊法構(gòu)成,如五變量的卡諾圖可由四變量的卡諾圖折疊得到,如表2.6.42.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版二.邏輯函數(shù)的卡諾圖表示法
如果畫出邏輯函數(shù)的卡諾圖,首先將邏輯函數(shù)化成標(biāo)準(zhǔn)與或型(最小項(xiàng)和),在相應(yīng)的最小項(xiàng)位置填“1”,其方法如下a.利用真值表:將邏輯函數(shù)的真值表做出,將表中對(duì)應(yīng)“1”項(xiàng)的最小項(xiàng)填到卡諾圖中2.6.2卡諾圖化簡法例2.6.5畫出下面函數(shù)的卡諾圖數(shù)字電子技術(shù)第五版解:其真值表如表2.6.5所示,其卡諾圖如表2.6.6所示輸入輸出ABCY0
0
0
0
1
1
1
10
0
1
1
0
0
1
10
1
0
1
0
1
0
10
0
1
1
0
0
0
1表2.6.52.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版b.化為標(biāo)準(zhǔn)與或型例2.6.6畫出下面邏輯函數(shù)的卡諾圖解:2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版卡諾圖如表2.6.62.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版(3)觀察法
采用觀察法不需要前兩種方法需要將邏輯函數(shù)轉(zhuǎn)換成最小項(xiàng),而是采用觀察邏輯函數(shù),將應(yīng)為“1”的項(xiàng)填到卡諾圖中例2.6.7用卡諾圖表示下面的邏輯函數(shù)解:其卡諾圖如表2.6.7所示2.6.2卡諾圖化簡法AA
11111111數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.6.8畫出下列函數(shù)的卡諾圖解:Y的卡諾圖如表2.6.8所示2.6.2卡諾圖化簡法1111111111數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.6.9畫出下列函數(shù)的卡諾圖解:Y的卡諾圖如表2.6.9所示2.6.2卡諾圖化簡法111111111數(shù)字電子技術(shù)第五版練習(xí):畫出下列函數(shù)的卡諾圖2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版三、利用卡諾圖簡化邏輯函數(shù)①卡諾圖的性質(zhì)a.卡諾圖上任何2(21)個(gè)標(biāo)“1”的相鄰最小項(xiàng),可以合并成一項(xiàng),并消去1個(gè)取值不同的變量例如表2.6.10中,有消去變量D2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版b.卡諾圖上任何4(22)個(gè)標(biāo)“1”的相鄰最小項(xiàng),可以合并成一項(xiàng),并消去2個(gè)取值不同的變量例如表2.6.11中,有消去變量AC2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版c.卡諾圖上任何8(23)個(gè)標(biāo)“1”的相鄰最小項(xiàng),可以合并成一項(xiàng),并消去3個(gè)取值不同的變量例如表2.6.12中,有消去變量ABC2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版或者下面的圈“1”法2.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版②卡諾圖簡化邏輯函數(shù)為與或式的步驟a.將邏輯函數(shù)化為最小項(xiàng)(可略去);b.畫出表示該邏輯函數(shù)的卡諾圖;c.找出可以合并的最小項(xiàng),即1的項(xiàng)(必須是2n個(gè)1),進(jìn)行圈“1”,圈“1”的規(guī)則為:2.6.2卡諾圖化簡法*圈內(nèi)的“1”必須是2n個(gè);*“1”可以重復(fù)圈,但每圈一次必須包含沒圈過的“1”;*每個(gè)圈包含“1”的個(gè)數(shù)盡可能多,但必須相鄰,必須為2n個(gè);數(shù)字電子技術(shù)第五版圈“1”的規(guī)則為2.6.2卡諾圖化簡法*圈數(shù)盡可能的少;*要圈完卡諾圖上所有的“1”。d.圈好“1”后寫出每個(gè)圈的乘積項(xiàng),然后相加,即為簡化后的邏輯函數(shù)。注:卡諾圖化簡不是唯一,不同的圈法得到的簡化結(jié)果不同,但實(shí)現(xiàn)的邏輯功能相同的。數(shù)字電子技術(shù)第五版解:其卡諾圖如表2.6.13所示圈法如圖,則例2.6.10用卡諾圖簡化下面邏輯函數(shù)2.6.2卡諾圖化簡法111111數(shù)字電子技術(shù)第五版或者圈法如表2.6.14所示,則故卡諾圖簡化不是唯一的2.6.2卡諾圖化簡法與第一種圈法相比數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.6.11用卡諾圖簡化下面邏輯函數(shù)解:其卡諾圖如表2.6.15所示則簡化后的邏輯函數(shù)為12.6.2卡諾圖化簡法11111111111數(shù)字電子技術(shù)第五版注:以上是通過合并卡諾圖中的“1”項(xiàng)來簡化邏輯函數(shù)的,有時(shí)也通過合并“0”項(xiàng)先求F的反函數(shù),再求反得Y例如上面的例題,圈“0”情況如表2.6.15所示,可得1111111111112.6.2卡諾圖化簡法數(shù)字電子技術(shù)第五版例2.6.12用卡諾圖簡化下面邏輯函數(shù)解:卡諾圖如表2.6.16可得2.6.2卡諾圖化簡法11111111111數(shù)字電子技術(shù)第五版練習(xí):③利用卡諾圖簡化邏輯函數(shù)為或與式
在卡諾圖上圈“0”的最小項(xiàng),其規(guī)
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒有圖紙預(yù)覽就沒有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 人人文庫網(wǎng)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 產(chǎn)品研發(fā)與技術(shù)轉(zhuǎn)移制度
- 第2課《臘八粥》第一課時(shí)(教學(xué)設(shè)計(jì))-【上好課】六年級(jí)語文下冊(cè)部編版
- 2024年陜西客運(yùn)技能鑒定題庫
- 算法設(shè)計(jì)與分析 課件 4.7-分治法 - 典型應(yīng)用 - 歸并排序
- 2024年葫蘆島道路旅客運(yùn)輸考卷
- 2024年嘉峪關(guān)客運(yùn)資格證考試題庫下載
- 2024年玉林客運(yùn)從業(yè)資格證考試網(wǎng)
- 2024年安徽客運(yùn)資格證應(yīng)用能力考試題答案
- 2024年上饒a1客運(yùn)資格證
- 吉首大學(xué)《工程荷載與可靠度設(shè)計(jì)原理》2021-2022學(xué)年第一學(xué)期期末試卷
- 管道工程資料表格
- 塑料肥皂盒模具設(shè)計(jì)說明
- 潔凈度測(cè)試報(bào)告模板
- PurchaseOrder模板
- 施工進(jìn)度計(jì)劃-橫道圖
- 施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境因素清單(全)
- 縣紀(jì)委監(jiān)委2021年度保密工作情況總結(jié)報(bào)告
- 垂直循環(huán)立體車庫設(shè)計(jì)
- 腦卒中的康復(fù)現(xiàn)狀與進(jìn)展
- 氫氧化鈉標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制和標(biāo)定.
- 《Monsters怪獸》中英對(duì)照歌詞
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論