逻辑函数的公式化简方法
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逻辑函数的公式化简法
公式化简法的原理就是反复使用规律代数的基本公式和常用公式消去函数式中多余的乘积项和多余的因式,以求得函数式的最简形式。
公式化简法没有固定的步骤。
现将常常使用的方法归纳如下:
一、并项法
二、汲取法
利用公式A+AB=A,汲取掉(即除去)多余的项。
A和B同样也可以是任何一个简单的规律式。
【例】试用汲取法化简下列规律函数:
三、消项法利用公式AB+ C+BC=AB+ C及AB+ C+BCD=AB+ C,将BC或BCD消去。
其中A、B、C、D都可以是任何简单的规律式。
【例】用消项法化简下列规律函数:
四、消因子法利用公式A+B=A+B,可消去多余的因子。
A、B均可以是任何简单的规律式。
【例】试用消因子法化简下列规律函数
五、配项法1、依据基本公式A+A=A可以在规律函数式中重复写入某一项,有时能获得更加简洁的化简结果。
2、依据基本公式A+=1,可以在函数式中乘以(A+ ),然后拆成两项分别与其他项合并,有时能得到更加简洁的化简结果。
在化简简单的规律函数时,往往需要敏捷、交替地运用上述方法,才能得到最终的化简结果。
【例】化简规律函数。
逻辑函数化简公式大全逻辑函数化简是在布尔代数中常用的一种方法,它通过应用逻辑运算规则和布尔代数定律,将复杂的逻辑函数简化为更简洁的形式。
这种简化可以减少逻辑电路的复杂性,提高计算机系统的效率。
以下是一些常见的逻辑函数化简公式大全:1. 与运算的化简:- 与运算的恒等律:A∧1 = A,A∧0 = 0- 与运算的零律:A∧A' = 0,A∧A = A- 与运算的吸收律:A∧(A∨B) = A,A∧(A∧B) = A∧B- 与运算的分配律:A∧(B∨C) = (A∧B)∨(A∧C)- 与运算的交换律:A∧B = B∧A2. 或运算的化简:- 或运算的恒等律:A∨1 = 1,A∨0 = A- 或运算的零律:A∨A' = 1,A∨A = A- 或运算的吸收律:A∨(A∧B) = A,A∨(A∨B) = A∨B- 或运算的分配律:A∨(B∧C) = (A∨B)∧(A∨C)- 或运算的交换律:A∨B = B∨A3. 非运算的化简:- 非运算的双重否定律:(A) = A- 非运算的德摩根定律:(A∧B) = A∨B,(A∨B) = A∧B4. 异或运算的化简:- 异或运算的恒等律:A⊕0 = A,A⊕1 = A- 异或运算的自反律:A⊕A = 0- 异或运算的结合律:A⊕(B⊕C) = (A⊕B)⊕C- 异或运算的交换律:A⊕B = B⊕A5. 条件运算的化简:- 条件运算的恒等律:A→1 = 1,A→0 = A- 条件运算的零律:A→A' = 0,A→A = 1- 条件运算的反转律:A→B = A∨B- 条件运算的分配律:A→(B∧C) = (A→B)∧(A→C)这些公式是逻辑函数化简中常用的基本规则,通过灵活应用它们,可以将复杂的逻辑表达式简化为更简单的形式。
使用这些规则,我们可以提高逻辑电路的效率和简洁性,并降低硬件成本。
逻辑函数的代数(公式)化简法代数化简法的实质就是反复使用逻辑代数的基本公式和常用公式消去多余的乘积项和每个乘积项中多余的因子,以求得函数式的最简与或式。
因此化简时,没有固定的步骤可循。
现将经常使用的方法归纳如下:①吸收法:根据公式A+AB=A 可将AB 项消去,A 和B 同样也可以是任何一个复杂的逻辑式。
()F A A BC A BC D BC =+⋅⋅+++例:化简()()()()()()F A A BC A BC D BCA A BC A BC D BCA BC A BC A BC D A BC=+⋅⋅+++=+++++=+++++=+解:现将经常使用的方法归纳如下:②消因子法:利用公式A+AB=A +B 可将AB 中的因子A 消去。
A 、B 均可是任何复杂的逻辑式。
1F A AB BEA B BE A B E=++=++=++例:2()F AB AB ABCD ABCDAB AB AB AB CDAB AB AB ABCDAB AB CD=+++=+++=+++=++现将经常使用的方法归纳如下:③合并项法(1):运用公式A B +AB=A 可以把两项合并为一项,并消去B 和B 这两个因子。
根据代入规则,A 和B 可以是任何复杂的逻辑式。
例:化简F BCD BCD BCD BCD=+++()()()()F BCD BCD BCD BCDBCD BCD BCD BCD BC D D BC D D BC BC B=+++=+++=+++=+=现将经常使用的方法归纳如下:③合并项法(2):利用公式A+A=1可以把两项合并为一项,并消去一个变量。
例:1()1F ABC ABC BCA A BC BCBC BC =++=++=+=现将经常使用的方法归纳如下:③合并项法(2):利用公式A+A=1可以把两项合并为一项,并消去一个变量。
例:2()()()()F A BC BC A BC BC ABC ABC ABC ABCAB C C AB C C AB AB A=+++=+++=+++=+=现将经常使用的方法归纳如下:例:1()()()()()(1)(1)()F AB AB BC BCAB AB C C BC A A BCAB ABC ABC BC ABC ABCAB ABC BC ABC ABC ABC AB C BC A AC B B AB BC AC=+++=+++++=+++++=+++++=+++++=++④配项法:将式中的某一项乘以A+A 或加A A ,然后拆成两项分别与其它项合并,进行化简。
6、逻辑代数的化简(公式法和卡诺图法)⼀、逻辑函数的化简将⼀个逻辑表达式变得最简单、运算量最少的形式就叫做化简。
由于运算量越少,实现逻辑关系所需要的门电路就越少,成本越低,可靠性相对较⾼,因此在设计逻辑电路时,需要求出逻辑函数的最简表达式。
由此可以看到,函数化简是为了简化电路,以便⽤最少的门实现它们,从⽽降低系统的成本,提⾼电路的可靠性。
通常来说,我们化简的结果会有以下五种形式为什么是这五种情况,这个跟我们实现的逻辑电路的元器件是有关系的。
在所有的逻辑电路中,都是通过与、或、⾮三种逻辑电路来实现的,之前说过逻辑“与或”、“或与”、“与或⾮”组合逻辑电路是具有完备性的,也就是说能够通过它们不同数量的组合能够实现任何电路。
通过不同的“与或”电路组成的电路,最后化简的表达式就是“与或”表达式,其他同理。
⼆、将使⽤“与或”表达式的化简表达式中乘积项的个数应该是最少的表达了最后要⽤到的与门是最少的,因为每⼀个乘积项都需要⼀个与门来实现。
同时也对应了或门输⼊端的个数变少,有2个与项或门就有2个输⼊端,有3个与项或门就有3个输⼊端。
所以第⼀个条件是为了我们的与门和或门最少。
每⼀个乘积项中所含的变量个数最少它是解决每⼀个与门的输⼊端最少。
逻辑函授的化简有三种⽅法三、逻辑函数的代数化简法3.1 并项法并项法就是将两个逻辑相邻(互补)的项合并成⼀个项,这⾥就⽤到了“合并律”将公因⼦A提取出来合并成⼀项,b和b⾮相或的结果就等于1,所以最后的结果就是A。
吸收法是利⽤公式“吸收律”来消去多余的项3.3 消项法消项法⼜称为吸收律消项法3.4 消因⼦法(消元法)3.4 配项法左边的例⼦⽤到了⽅法1,右边的例⼦⽤到了⽅法2。
3.5 逻辑函数的代数法化简的优缺点优点:对变量的个数没有限制。
在对定律掌控熟练的情况下,能把⽆穷多变量的函数化成最简。
缺点:需要掌握多个定律,在使⽤时需要能够灵活应⽤,才能把函数化到最简,使⽤门槛较⾼。
1.2逻辑函数的化简方法
一、教学时数:30分钟 授课类型:理论课
二、教学目的、要求:
通过介绍、讲解逻辑函数化简方法中的公式法,让学生能够运用公式法来化简逻辑函数。
三、教学重点:公式法中的并项法、吸收法、消去法、配项消项法
四、教学难点:配项消项法
五、教学方法:采用通过师生互动的方法让学生回答问题,上讲台解答题目的方法,让学生参与进来课堂教学中来。
六、教学内容:
(一)回顾常用的公式与两个重要规则:(3分钟)
通过提问让大家回顾上节课的知识,并将重点部分展示出来。
为了节省时间,这部分的内容用PPT 展示。
1、德 摩根定理:
2、
A B A AB =+ 3、
A A
B A =+ 4、B A B A A +=+
5、C A AB BC C A AB +=++
6、AB B A B A B A +=+
7、C A B A C A AB +=+
8、代入规则:在任何逻辑等十种,如果等式两边所有出现某一变量的地方,都代之以一个函数,则等式仍然成立。
9、反演规则:对于任意一个函数表达式Y ,如果将Y 中所有的“.”换成“+”,B A B A +=⋅B A B A ⋅=+
“+”换成“.”;“0”换成“1”, “1”换成“0”;原变量换成反变量,反变量换成原变量,那么所得到的表达式就是Y 的反函数Y 。
(反演规则很有用,但在这一节我们主要用德 摩根定理)
(二)介绍逻辑函数的各种最简式:(3分钟)
将各种类型的逻辑函数最简式在PPT 中展示出来,让学生思考他们是属于哪种最简式。
(最简与非与非式)(最简与或式)
C A AB Z C A AB Z =+=
(最简与或非式)
(最简或非或非式)(最简或与式)C A B A Z C A B A Z C A B A Z +=+++=++=)
)((
(三)运用公式法的四种方法来化简逻辑函数(19分钟)
将前三道例题在PPT 中展示出来,请学生上讲台到黑板上解答题目。
(4分钟)
由三道例题引出前三种方法,在引出第四种方法(15分钟)
1、并项法:利用公式
A B A AB =+,把两个乘积项合并起来,消去一
个变量。
例题1:B A C AB ABC Y ++= B
B A AB =+= 2、吸收法:利用公式A AB A =+,吸收掉多余的乘积项。
例题2:E B D A AB Y ++=
B A E B D A B A +=+++=
3、消去法:利用公式B A B A A +=+,消去乘积项中多余的因子。
例题3:BD AC AB Y ++=
D C B A BD
AC B A +++=+++=
4、配项消项法:利用公式C A AB BC C A AB +=++,在函数与或表达式中加上多余的项——冗余项,以消去更多的乘积项,从而获得最简与或式。
(常称之为冗余定理)
例题4:C B C A C B C A Y +++=(加上乘积项B A )
C
B B A
C A C B C A C B B A C A B
A C
B
C A C B C A ++=++++=++++=
(四)重点、难点巩固:(4分钟) 加强练习:DEF E B ACEF BD C A AB D A AD Y +++++++= DEF E B ACEF BD C A AB A ++++++=
DEF E B BD C A A ++++=
DEF E B BD C A ++++=
E B BD C A +++=
(五)布置作业:(1分钟)
通过布置习题,让学生在课后通过习题巩固知识。
课本习题:题1.9(9)、(10)
黑板板书:
PPT课件的内容
1.2逻辑函数的化简方法
————公式法
(一)常用的公式
•1、德摩根定理:•2、
•3、
•4、
•5、
•6、
•7、
B
A
B
A+
=
⋅B
A
B
A⋅
=
+
A
B
A
AB=
+
A
AB
A=
+
B
A
B
A
A+
=
+
C A
AB
BC
C A
AB+
=
+
+
AB
B
A
B
A
B
A+
=
+
C
A
B
A
C
A
AB+
=
+
两个重要规则
•代入规则:在任何逻辑等十种,如果等式两边所有出现某一变量的地方,都代之以一个函数,则等式仍然成立。
•反演规则:对于任意一个函数表达式Y,如果将Y中所有的“.”换成“+”,“+”换成“.”;“0”换成“1”,“1”换成“0”;原变量换成反变量,反变量换成原变量,那么所得到的表达式就是Y的反函数。
(反演规则很有用,但在这一节我们主要用德摩根定理)
几种最简式
(最简与非与非式)(最简与或式)C A AB Z C A AB Z =+=(最简与或非式)
(最简或非或非式)(最简或与式)C A B A Z C A B A Z C A B A Z +=+++=++=)
)((
•例题1
•例题2•例题3 •例题4 B A C AB ABC Y ++=E B D A AB Y ++=BD AC AB Y ++=C
B C A C B C A Y +++=
重点难点巩固
+
+
Y+
+
+
=
+
AD
+
ACEF
A
E
DEF
BD
B
C A
D
AB
+
A+
+
+
=
AB
+
+
DEF
A
B
E
ACEF
BD
C
+
+
+
=
A+
C
A
DEF
B
E
BD
+
+
A+
=
+
E
C
B
DEF
BD
+
+
=
A+
C
BD
E
B
•本周作业:
课本习题:题1.9(9)、
(10)。