卡诺图化简法20分钟教案
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《电子技术基础》教案位权:8的整数幂4.十六进制数码:0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、A、B、C、D、E、F 共十六个数码相邻位的关系:逢十六进一,借一当十六。
位权:16的整数幂二、不同数制的转化1.非十进进制数转换为十进制数可将非十进制数按位权展开,得出其相加结果,就是对应的十进制数。
例:(11011)B=1×24+1×23+0×22+1×21+1×20=24+23+0+21+1=(27)D2.十进制数转换为二进制数可将十进制数逐次用2除取余数,一直到商为零。
然后把全数余数按相反的次序排列起来,就是等值的二进制数。
例:将十进制数39转化为二进制数。
所以 (39)D=(100111)B3.二进制数转换为八进制数可将二进制整数自右向左每3位分为一组,最后不足3位的,高位用零补足,再把每3位二进制数对应的八进制数写出即可。
例:将二进制数110100111转化为八进制数。
解:二进制数110 100 111八进制数 6 4 7所以(110100111)2=(647)84.八进制数转换为二进制数各种进制之间的转化作为考试的考点所在,在课堂上应该让同学们多做练习,以达到掌握的目的。
教师提前准备好相关练习题进行现场考例2:化简逻辑函数 C B A B A Y +=解:B A C B A C B A B A Y =+=+=)1( 例3:化简逻辑函数 AB B A B A Y ++=解:B A B B A A A B AB B A B A Y +=+++=++=)()(注:式中AB一项可被多次利用(可使用同一律),因AB AB AB =+ 2.利用公式B A B A A +=+化简例:化简逻辑函数 C B A BC A Y +=解:C A B A C B A C B A BC A Y +=+=+=)( 3.利用公式摩根定律化简例:化简逻辑函数 CD A A Y ++=解:A CD A ACD A CD A A CD A A Y =+=+=•+=++=)1( 逻辑函数的最简标准:对于任一逻辑函数,其表达式有多种形式,如与或式、或与式、与非-与非式等,其中最常用的为与或式。
第7章组合逻辑电路教学重点1.掌握组合逻辑电路的分析方法和步骤,能分析简单逻辑电路的逻辑功能。
2.了解组合逻辑电路设计的基本方法和步骤。
3.熟知编码器的基本功能和常见类型,了解二进制编码器、二-十进制编码器的基本功能和真值表。
4.理解优先编码器的工作特点,掌握二-十进制优先编码器74LS147的引脚功能及应用方法,了解74LS138的扩展应用。
5.理解译码器的基本功能,熟悉常见类型;了解半导体数码管的基本结构和工作原理。
6.了解二进制译码器、二-十进制译码器的基本功能和真值表,了解典型的译码显示电路。
教学难点1.掌握组合逻辑电路的分析。
2.组合逻辑电路的设计。
3.集成电路74LS138的扩展及应用。
4.功能电路的搭建。
学时分配7.1 组合逻辑电路的基本知识7.1.1 组合逻辑电路的分析方法组合逻辑电路的分析,是指基于逻辑电路图,分析明确该电路的基本功能的过程。
组合逻辑电路的分析一般可按如图所示步骤进行。
例:分析如图所示三人表决器电路的逻辑功能。
解:第一步 根据电路逐级写出逻辑表达式AB Y =1BC Y =2AC Y =3 321Y Y Y Y ⋅⋅=AC BC AB ⋅⋅= 第二步 化简逻辑表达式AC BC AB Y ⋅⋅=AC BC AB ++=第三步 根据化简后的逻辑表达式列出真值表如表。
第四步 根据所示真值表,三输入中至少有两个或以上的输入为1时,输出才为1,否则输出为0,可知此电路为一少数服从多数的三人表决器。
7.1.2 组合逻辑电路的设计方法与组合逻辑电路的分析相反,逻辑电路的设计是根据给定的逻辑功能要求,设计出实现该功能的逻辑电路。
组合逻辑电路的设计可按下列步骤进行。
例:某写字楼控制室有3个报警灯:L 0(火警)、 L 1(盗警)和L 2(一般业务),按事态轻重缓急要求,有多个警报同时出现时,在同一时间只能有一个信号通过,首先接通的是火警信号,其次为盗警信号,最后是日常一般业务信号。
卡诺图化简法20分钟教案逻辑函数的卡诺图化简逻辑函数的卡诺图化简是《数字电⼦技术基础》第⼆章第5⼩节的内容。
《数电》是电类专业的⼀门基础课,⽽卡诺图化简是学习数字电路设计的⼀个基本⼯具,在数字电路的逻辑变量简化中起到重要的作⽤。
那么我们先了解⼀下,什么是卡诺图?⼀、卡诺图由来数字电路中的逻辑函数往往不是最简的表达形式,⽽在使⽤代数法对逻辑函数化简时,会遇到很多困难:1、逻辑代数与普通代数的公式易混淆,化简过程要求对所有公式熟练掌握,加⼤了计算难度;2、代数法化简⽆⼀套完善的⽅法可循,它依赖于⼈的经验和灵活性,运算效率低;3、代数化简⽅法技巧强,较难掌握。
特别是对于判断代数化简后的逻辑表达式是否为最简式,具有⼀定困难。
所以对于⾃变量较少的逻辑函数,我们寻求了⼀种简单有效的化简⽅式——卡诺图化简法⼜称为图形化简法。
该⽅法简单、直观、容易掌握,因⽽在逻辑设计中得到⼴泛应⽤。
卡诺图是贝尔实验室的电信⼯程师,莫⾥斯?卡诺在1953年发明的。
卡诺图简称K图,它是真值表的变形,将真值表按⼀定规则画成的最⼩项⽅块图。
⼆、⽤卡诺图表⽰逻辑函数1、卡诺图的定义⼏何相邻:将n变量的全部最⼩项都⽤⼩⽅块表⽰,并使具有逻辑相邻的最⼩项在⼏何位置上也相邻地排列起来,这样所得到的图形叫n变量的卡诺图。
逻辑相邻:如果两个最⼩项只有⼀个变量互为反变量,那么,就称这两个最⼩项在逻辑上相邻。
⼏种典型的卡诺图:1)两变量卡诺图每个2变量的最⼩项有两个最⼩项与它相邻2)三变量卡诺图每个3变量的最⼩项有3个最⼩项与它相邻3)四变量卡诺图每个4变量的最⼩项有4个最⼩项与它相邻最左列的最⼩项与最右列的相应最⼩项也是相邻的最上⾯⼀⾏的最⼩项与最下⾯⼀⾏的相应最⼩项也是相邻的2、卡诺图的特点各⼩⽅格对应于各变量不同的组合,⽽且上下左右在⼏何上相邻的⽅格内只有⼀个因⼦有差别,这个重要特点成为卡诺图化简逻辑函数的主要依据。
3、已知逻辑函数画卡诺图当逻辑函数为最⼩项表达式时,在卡诺图中找出和表达式中最⼩项对应的⼩⽅格填上1,其余的⼩⽅格填上0(有时也可⽤空格表⽰),就可以得到相应的卡诺图。
初中化简课程的教案课程名称:初中化简课程课程类型:数学年级:初中一年级教学目标:1. 让学生掌握化简的基本概念和原理;2. 培养学生运用化简方法解决问题的能力;3. 提高学生对数学的兴趣和思维能力。
教学内容:1. 化简的概念和原理;2. 化简的方法和技巧;3. 化简在实际问题中的应用。
教学步骤:一、导入(5分钟)1. 引入化简的概念,让学生初步了解化简的意义;2. 提问学生:为什么我们要进行化简?化简有什么作用?二、讲解化简的概念和原理(15分钟)1. 讲解化简的定义,让学生理解化简的本质;2. 解释化简的原理,让学生明白化简的依据;3. 举例说明化简的过程和结果。
三、演示化简的方法和技巧(20分钟)1. 演示化简的基本方法,如因式分解、合并同类项等;2. 讲解化简的技巧,如观察式子的结构、寻找公因数等;3. 让学生跟随老师一起练习化简,并及时给予指导和反馈。
四、应用化简解决实际问题(15分钟)1. 给出实际问题,让学生运用化简的方法解决;2. 引导学生思考化简的步骤和策略;3. 让学生展示解题过程和答案,并互相交流和讨论。
五、总结和巩固(10分钟)1. 对本节课的内容进行总结,让学生明确学习重点;2. 给出巩固练习题,让学生自主练习;3. 鼓励学生提问和解答疑惑。
教学评价:1. 课堂讲解的清晰度和连贯性;2. 学生参与度和积极性;3. 学生练习和应用能力的提高。
教学资源:1. 化简的教材或教辅;2. 化简的示例题和练习题;3. 投影仪或黑板。
教学方法:1. 讲解法:讲解化简的概念、原理和方法;2. 演示法:演示化简的过程和技巧;3. 练习法:让学生跟随老师一起练习化简,并给予指导和反馈;4. 交流法:让学生展示解题过程和答案,并进行互相交流和讨论。
逻辑函数的卡诺图化简
逻辑函数的卡诺图化简是《数字电子技术基础》第二章第5小节的内容。
《数电》是电类专业的一门基础课,而卡诺图化简是学习数字电路设计的一个基本工具,在数字电路的逻辑变量简化中起到重要的作用。
那么我们先了解一下,什么是卡诺图?
一、卡诺图由来
数字电路中的逻辑函数往往不是最简的表达形式,而在使用代数法对逻辑函数化简时,会遇到很多困难:
1、逻辑代数与普通代数的公式易混淆,化简过程要求对所有公式熟练掌握,加大了计算难度;
2、代数法化简无一套完善的方法可循,它依赖于人的经验和灵活性,运算效率低;
3、代数化简方法技巧强,较难掌握。
特别是对于判断代数化简后的逻辑表达式是否为最简式,具有一定困难。
所以对于自变量较少的逻辑函数,我们寻求了一种简单有效的化简方式——卡诺图化简法又称为图形化简法。
该方法简单、直观、容易掌握,因而在逻辑设计中得到广泛应用。
卡诺图是贝尔实验室的电信工程师,莫里斯•卡诺在1953年发明的。
卡诺图简称K图,它是真值表的变形,将真值表按一定规则画成的最小项方块图。
二、用卡诺图表示逻辑函数
1、卡诺图的定义
几何相邻:将n变量的全部最小项都用小方块表示,并使具有逻辑相邻的最小项在几何位置上也相邻地排列起来,这样所得到的图形叫n变量的卡诺图。
逻辑相邻:如果两个最小项只有一个变量互为反变量,那么,就称这两个最小项在逻辑上相邻。
几种典型的卡诺图:
1)两变量卡诺图
每个2变量的最小项有两个最小项与它相邻
2)三变量卡诺图
每个3变量的最小项有3个最小项与它相邻
3)四变量卡诺图
•每个4变量的最小项有4个最小项与它相邻
•最左列的最小项与最右列的相应最小项也是相邻的
•最上面一行的最小项与最下面一行的相应最小项也是相邻的
2、卡诺图的特点
各小方格对应于各变量不同的组合,而且上下左右在几何上相邻的方格内只有一个因子有差别,这个重要特点成为卡诺图化简逻辑函数的主要依据。
3、已知逻辑函数画卡诺图
当逻辑函数为最小项表达式时,在卡诺图中找出和表达式中最小项对应的小方格填上1,其余的小方格填上0(有时也可用空格表示),就可以得到相应的卡诺图。
任何逻辑函数都等于其卡诺图中为1的方格所对应的最小项之和。
例1 画出L(A, B, C, D)=∑(0, 1, 2, 3, 4, 8, 10, 11, 14, 15)的卡诺图
三、卡诺图上最小项的合并规律
1、化简的依据
(1)任何两个(21个)标1的相邻最小项,可以合并为一项,并消去一个变量(消去互为反变量的因子,保留公因子)。
(2)任何4个(22个)标1的相邻最小项,可以合并为一项,并消去2个变量。
(3)任何8个(23个)标1的相邻最小项,可以合并为一项,并消去3个变量。
四、用卡诺图化简逻辑函数
1、卡诺图化简逻辑函数的步骤:
(1)将逻辑函数写成最小项表达式
(2)按最小项表达式填卡诺图,式中包含了的最小项,其对应方格填1,其余方格填0。
(3)合并最小项,即将相邻的1方格圈成一组包围圈,每一组含2n个方格,对应每个包围圈写成一个新的乘积项。
(通常把用来包围那些能由一个简单“与”项代替的若干最小项的“圈”称为卡诺圈)
(4)将所有包围圈对应的乘积项相加。
2、画包围圈时应遵循的原则:
(1)包围圈内的方格数一定是2n个,且包围圈必须呈矩形。
(2)循环相邻特性包括上下底相邻,左右边相邻和四角相邻。
(3)同一方格可以被不同的包围圈重复包围多次,但新增的包围圈中一定要有原有包围圈未曾包围的方格。
(4)一个包围圈的方格数要尽可能多,包围圈的数目要可能少。
例2:对下列逻辑函数表达式利用卡诺图化简
Y=A B C D+A B C D+A BC+ABD+A C D+AC D
= A B C D+A B C D+ A BC(D+D)+AB(C+C)D+A(B+B)C D+A(B+B)C D
=m0+m2+m7+m6+m13+m15+m12+m8+m10+m14
=∑m(0,2,6,7,8,10,12,13,14,15)
最终得到结果:Y= AB +BC+BD
结束语
今天,我们学习了卡诺图的化简的一般方法。
对于变量个数小于5的逻辑函数表达式,我们能够以简便直观的方式对函数进行快速化简。
而在实际应用时,还有一些特殊逻辑函数存在,对于这样的函数,我们在采用卡诺图化简方法时,还需要在使用时注意做些特殊处理。
那么在下一讲,我会给大家介绍其他一些特殊函数卡诺图化简方法。
那么今天这堂课就上到这里,谢谢大家!。