2第二章逻辑函数及其简化
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第2章逻辑函数及其化简内容提要本章是数字逻辑电路的基础,主要内容包含:(1)基本逻辑概念,逻辑代数中的三种基本运算(与、或、非)及其复合运算(与非、或非、与或非、同或、异或等)。
(2)逻辑代数运算的基本规律(变量和常量的关系、交换律、结合律、分配律、重叠律、反演律、调换律等)。
(3)逻辑代数基本运算公式及三个规则(代入规则、反演规则和对偶规则)。
(4)逻辑函数的五种表示方法(真值表法、表达式法、卡诺图法、逻辑图法及硬件描述语言)及其之间关系。
本章主要讲述了前三种。
(5)逻辑函数的三种化简方法(公式化简法、卡诺图法和Q–M法)。
教学基本要求要求掌握:(1)逻辑代数的基本定律和定理。
(2)逻辑问题的描述方法。
(3)逻辑函数的化简方法。
重点与难点本章重点:(1)逻辑代数中的基本公式、基本定理和基本定律。
(2)常用公式。
(3)逻辑函数的真值表、表达式、卡诺图表示方法及其相互转换。
(4)最小项和最大项概念。
(5)逻辑函数公式化简法和卡诺图化简法。
主要教学内容2.1 逻辑代数中的三种基本运算和复合运算2.1.1 三种基本运算2.1.2 复合运算2.2 逻辑代数运算的基本规律2.3 逻辑代数的常用运算公式和三个规则2.3.1 逻辑代数的常用运算公式2.3.2 逻辑代数的三个规则2.4 逻辑函数及其描述方法2.4.1 逻辑函数2.4.2 逻辑函数及其描述方法2.4.3 逻辑函数的标准形式2.4.4 逻辑函数的同或、异或表达式2.5 逻辑函数化简2.5.1 公式法化简2.5.2 卡诺图化简2.1 逻辑代数中的三种基本运算和复合运算2.1.1 三种基本运算1. 与运算(逻辑乘)2. 或运算(逻辑加)3. 非运算(逻辑非)2.1.2 复合运算1. 与非运算与非运算是与运算和非运算的组合,先进行与运算,再进行非运算。
2. 或非运算或非运算是或运算和非运算的组合,先进行或运算,再进行非运算。
3. 与或非运算与或非运算是与运算、或运算和非运算的组合,先进行与运算,再进行或运算,最后进行非运算。
第二章逻辑函数及其简化一、选择题1. 以下表达式中符合逻辑运算法则的是 。
A.C ·C=C 2B.1+1=10C.0<1D.A+1=12. 逻辑变量的取值1和0可以表示: 。
A.开关的闭合、断开B.电位的高、低C.真与假D.电流的有、无3. 当逻辑函数有n 个变量时,共有 个变量取值组合?A. nB. 2nC. n 2D. 2n4. 逻辑函数的表示方法中具有唯一性的是 。
A .真值表 B.表达式 C.逻辑图 D.卡诺图 5.F=AB +BD+CDE+A D= 。
A.D B A + B.D B A )(+ C.))((D B D A ++ D.))((D B D A ++6.逻辑函数F=)(B A A ⊕⊕ = 。
A.BB.AC.B A ⊕D. B A ⊕7.求一个逻辑函数F 的对偶式,可将F 中的 。
A .“·”换成“+”,“+”换成“·”B.原变量换成反变量,反变量换成原变量C.变量不变D.常数中“0”换成“1”,“1”换成“0”E.常数不变8.A+BC= 。
A .A+B B.A+C C.(A+B )(A+C ) D.B+C9.在何种输入情况下,“与非”运算的结果是逻辑0。
A .全部输入是0 B.任一输入是0 C.仅一输入是0 D.全部输入是110.在何种输入情况下,“或非”运算的结果是逻辑0。
A .全部输入是0 B.全部输入是1 C.任一输入为0,其他输入为1 D.任一输入为1二、判断题(正确打√,错误的打×)1. 逻辑变量的取值,1比0大。
( )。
2. 异或函数与同或函数在逻辑上互为反函数。
( )。
3.若两个函数具有相同的真值表,则两个逻辑函数必然相等。
( )。
4.因为逻辑表达式A+B+AB=A+B 成立,所以AB=0成立。
( )5.若两个函数具有不同的真值表,则两个逻辑函数必然不相等。
( )6.若两个函数具有不同的逻辑函数式,则两个逻辑函数必然不相等。
( )7.逻辑函数两次求反则还原,逻辑函数的对偶式再作对偶变换也还原为它本身。
( )8.逻辑函数Y=A B +A B+B C+B C 已是最简与或表达式。
( )9.因为逻辑表达式A B +A B +AB=A+B+AB 成立,所以A B +A B= A+B 成立。
( )10.对逻辑函数Y=A B +A B+B C+B C 利用代入规则,令A=BC 代入,得Y= BC B +BC B+B C+B C =B C+B C 成立。
( )三、填空题1. 逻辑代数又称为 代数。
最基本的逻辑关系有 、 、 三种。
常用的几种导出的逻辑运算为 、 、 、 、 。
2. 逻辑函数的常用表示方法有 、 、 。
3. 逻辑代数中与普通代数相似的定律有 、 、 。
摩根定律又称为 。
4. 逻辑代数的三个重要规则是 、 、 。
5.逻辑函数F=A +B+C D 的反函数F = 。
6.逻辑函数F=A (B+C )·1的对偶函数是 。
7.添加项公式AB+A C+BC=AB+A C 的对偶式为 。
8.逻辑函数F=A B C D +A+B+C+D= 。
9.逻辑函数F=AB B A B A B A +++= 。
10.已知函数的对偶式为B A +BC D C +,则它的原函数为 。
四、思考题1. 逻辑代数与普通代数有何异同?2. 逻辑函数的三种表示方法如何相互转换?3. 为什么说逻辑等式都可以用真值表证明?4. 对偶规则有什么用处?五、下列的二进制数转换成十进制数(1)、1011,(2)、10101,(3)、11111,(4)、100001六、将下列的十进制数转换成二进制数(1)、8,(2)、27,(3)、31,(4)、100七、完成下列的数制转换(1)、(255)10=( )2=( )16=( )8421BCD(2)、(11010)2=( )16=( )10=( )8421BCD(3)、(3FF )16=( )2=( )10=( )8421BCD(4)、(1000 0011 0111)8421BCD =()10=()2=()16八、完成下列二进制的算术运算(1)、1011+111,(2)、1000-11,(3)、1101×101,(4)、1100÷100 九、设:AB Y 1=,B A Y 1+=,B A Y 1⊕=。
已知A 、B 的波形如图所示。
试画出Y 1、Y 2、Y 3对应A 、B 的波形。
图题九十、 写出图各逻辑图的表达式。
图题十十一、已知真值表如表(a )、(b),试写出对应的逻辑表达式。
表题十一(a ) 表题十一(b)十二、公式化简下列逻辑函数(1)、B A B B A Y ++= (2)、C B A C B A Y +++=(3)、C B A C B A Y +++= (4)、D C A A B D CD B A Y ++=(5)、CD D AC ABC C A Y +++= (6)、C B A C B A Y +++=(7)、C E F G B F E C A B A D A AD Y +++++= (8)、)7,6,5,4,3,2,1,0()C ,B ,A (Y m ∑= (9)、)7,6,4,3,2,1,0()C ,B ,A (Y m ∑=(10)、)7,6,5,4()(0,2,3,4,6)C ,B ,A (Y m m ∑⋅∑=十三、用卡诺图化简下列逻辑函数:(1)、Y (A ,B ,C )=Σm(0,2,4,7) (2)、Y(A,B,C)=Σm(1,3,4,5,7)(3)、Y(A,B,C,D)=Σm(2,6,7,8,9,10,11,13,14,15) (4)、Y(A,B,C,D)=Σm(1,5,6,7,11,12,13,15)(5)、C A C B A C B A Y ++= (6)、C AB C B A BC A Y ++=(7)、Y (A,B,C )=Σm(0,1,2,3,4)+Σd(5,7)(8)、Y(A,B,C,D)=Σm(2,3,5,7,8,9)+Σd(10,11,12,13,14,15)第二章答案一、选择题1. D2. ABCD3. D4. AD5. AC6. A7. ACD8. C9. D 10. BCD二、判断题1.×2.√3.√4.×5.√6.×7.√8.× 9.× 10.×三、填空题1.布尔 与 或 非 与非 或非 与或非 同或 异或2.逻辑表达式 真值表 逻辑图3.交换律 分配律 结合律 反演定律4.代入规则 对偶规则 反演规则5.A B (C+D )6.A+BC+0 7.(A+B)(A+C)(B+C)=(A+B)(A+C)8.1 9.0 10.)∙A+∙++BC((C)DB四、思考题1.都有输入、输出变量,都有运算符号,且有形式上相似的某些定理,但逻辑代数的取值只能有0和1两种,而普通代数不限,且运算符号所代表的意义不同。
2.通常从真值表容易写出标准最小项表达式,从逻辑图易于逐级推导得逻辑表达式,从与或表达式或最小项表达式易于列出真值表。
3.因为真值表具有唯一性。
4.可使公式的推导和记忆减少一半,有时可利于将或与表达式化简。
五、(1)(1011)2=(11)10 (2)(10101)2=(21)10(3)(11111)2=(31)10 (4)(100001)2=(33)10六、(1)(8)10=(1000)2 (2)(27)10=(11011)2(3)(31)10=(11111)2 (4)(100)10=(1100100)2七、(1)(255)10=(11111111)2=(FF)16=(001001010101)8421BCD(2)(11010)2=(1A)16=(26)10=(00100110)2(3)(3FF)16=(1111111111)2=(1023)10=(0001000000100011)8421BCD(4)(100000110111)8421BCD=(837)10=(1101000101)2=(345)16八、(1)(1110)2(2)(101)2(3)(1000001)2(4)(11)2九、十、X=BC+BCAB+Y =C B AB ∙Z =BC C A ∙十一、a )Y=ABC C B A C B A C B A +++ b ) Y=ABCD D ABC D C AB CD B A D C B A BCD A +++++ 十二、(1) Y=A+B(2) Y=1(3) Y=C A B A C B ++(4) Y=AD(5) Y=A(6) Y=1(7) Y=A+B+C(8) Y=1(9) Y=C B A ++(10) Y=C A十三、 (1) Y=ABC C A C B ++(2) Y=C B A +(3) Y=D C BC AD B A +++(4) Y=D C A ACD BC A C AB +++(5) Y=A(6) Y=ABC C B C A B A +++(7) Y=C A +(8) Y=BD C B A ++。