数字电路公式化简
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20XXKnowledge Points知识点汇编《数字电子技能》知识点第1章数字逻辑根底1.数字信号、模仿信号的界说2.数字电路的分类3.数制、编码其及转化要求:能娴熟在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD之间进行彼此转化。
举例1:(37.25)10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD解:(37.25)10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD4.根本逻辑运算的特色与运算:见零为零,全1为1;或运算:见1为1,全零为零;与非运算:见零为1,全1为零;或非运算:见1为零,全零为1;异或运算:相异为1,相同为零;同或运算:相同为1,相异为零;非运算:零变 1, 1变零;要求:娴熟运用上述逻辑运算。
5.数字电路逻辑功用的几种表明办法及彼此转化。
①真值表(组合逻辑电路)或状况转化真值表(时序逻辑电路):是由变量的一切或许取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式:是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图:是由表明变量的一切或许取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图:是由表明逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图:是由输入变量的一切或许取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状况图(只需时序电路才有):描绘时序逻辑电路的状况转化联系及转化条件的图形称为状况图。
要求:把握这五种(对组合逻辑电路)或六种(对时序逻辑电路)办法之间的彼此转化。
6.逻辑代数运算的根本规矩①反演规矩:关于任何一个逻辑表达式Y,假如将表达式中的一切“·”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便是函数Y的反函数Y(或称补函数)。
这个规矩称为反演规矩。
②对偶规矩:关于任何一个逻辑表达式Y,假如将表达式中的一切“·”换成“+”,“+”换成“·”,“0”换成“1”,“1”换成“0”,而变量坚持不变,则可得到的一个新的函数表达式Y',Y'称为函Y的对偶函数。
数字逻辑表达式化简规则数字逻辑是计算机科学中重要的基础知识之一,其主要研究数字信号的处理和逻辑运算。
在数字逻辑中,我们经常需要对逻辑表达式进行化简,以简化电路的设计和优化逻辑运算的效率。
本文将介绍数字逻辑表达式化简的一些常用规则。
一、布尔代数规则布尔代数是数字逻辑中的一种代数系统,它提供了一些基本的规则,可用于化简逻辑表达式。
其中一些常用的布尔代数规则包括:1. 同一律:对于任意变量x,x+0=x,x*1=x。
这个规则表明,在逻辑表达式中加0或乘1不会改变表达式的值。
2. 零律:对于任意变量x,x+1=1,x*0=0。
这个规则表明,在逻辑表达式中加1或乘0会将整个表达式的值变为1或0。
3. 吸收律:对于任意变量x和y,x+x*y=x,x*(x+y)=x。
这个规则表明,当一个变量与另一个变量相乘时,如果这两个变量中的一个变量等于1,那么整个表达式的值就等于另一个变量。
4. 分配律:对于任意变量x、y和z,x*(y+z)=x*y+x*z,x+(y*z)=(x+y)*(x+z)。
这个规则表明,在逻辑表达式中,乘法分配于加法,加法分配于乘法。
5. 德·摩根定律:对于任意变量x和y,!(x+y)=!x*!y,!(x*y)=!x+!y。
这个规则表明,在逻辑表达式中,取反操作在加法和乘法上是可分配的。
二、卡诺图法化简卡诺图法是一种图形化的方法,用于化简逻辑表达式。
通过将逻辑表达式的真值表转化为一个二维的格子图,可以直观地找到化简后的表达式。
卡诺图法的基本步骤如下:1. 绘制卡诺图:将逻辑表达式的输入变量转化为二进制码,并将每个二进制码表示为一个格子。
2. 确定相邻格子:找出逻辑表达式中只有一个变量不同的格子,并将它们相邻连接。
3. 组合相邻格子:将相邻连接的格子组合在一起,形成更大的格子,直到不能再组合为止。
4. 写出化简表达式:将组合后的格子转化为逻辑表达式,每个格子对应一个子表达式,用与运算连接起来。
数字电路知识点汇总第1章数字逻辑概论一、进位计数制1.十进制与二进制数的转换2.二进制数与十进制数的转换3.二进制数与16进制数的转换二、基本逻辑门电路第2章逻辑代数表示逻辑函数的方法,归纳起来有:真值表,函数表达式,卡诺图,逻辑图及波形图等几种。
一、逻辑代数的基本公式和常用公式1)常量与变量的关系A+0=A与A=⋅1AA+1=1与0⋅A0=A⋅=0AA+=1与A2)与普通代数相运算规律a.交换律:A+B=B+AA⋅⋅=ABBb.结合律:(A+B)+C=A+(B+C)⋅A⋅B⋅⋅=(C)C()ABc.分配律:)⋅=+A⋅B(CA⋅⋅BA C+A+=+)B⋅)(C)()CABA3)逻辑函数的特殊规律a.同一律:A+A+Ab.摩根定律:BBA+=A⋅A+,BBA⋅=b.关于否定的性质A=A二、逻辑函数的基本规则代入规则在任何一个逻辑等式中,如果将等式两边同时出现某一变量A的地方,都用一个函数L表示,则等式仍然成立,这个规则称为代入规则例如:C⋅+A⊕⊕⋅BACB可令L=CB⊕则上式变成L⋅=C+AA⋅L⊕⊕=LA⊕BA三、逻辑函数的:——公式化简法公式化简法就是利用逻辑函数的基本公式和常用公式化简逻辑函数,通常,我们将逻辑函数化简为最简的与—或表达式1)合并项法:利用A+1A=⋅B⋅,将二项合并为一项,合并时可消去=+A=A或ABA一个变量例如:L=B+BA=(C+)=ACACBBCA2)吸收法利用公式AA⋅可以是⋅+,消去多余的积项,根据代入规则BABA=任何一个复杂的逻辑式例如化简函数L=EAB++DAB解:先用摩根定理展开:AB=BA+再用吸收法L=E+AB+ADB=E B D A B A +++ =)()(E B B D A A +++ =)1()1(E B B D A A +++ =B A +3)消去法利用B A B A A +=+ 消去多余的因子 例如,化简函数L=ABC E B A B A B A +++ 解: L=ABC E B A B A B A +++ =)()(ABC B A E B A B A +++=)()(BC B A E B B A +++=))(())((C B B B A B B C B A +++++ =)()(C B A C B A +++ =AC B A C A B A +++ =C B A B A ++4)配项法利用公式C A B A BC C A B A ⋅+⋅=+⋅+⋅将某一项乘以(A A +),即乘以1,然后将其折成几项,再与其它项合并。
数电公式法化简
在数字电路中,使用布尔代数的基本法则可以对逻辑表达式进行化简。
下面介绍几个常见的数电公式化简的方法:
1.代数法:利用布尔代数的基本规则(如分配律、结合律、德摩根定律等)对逻辑表达式中的项进行展开和合并,以简化逻辑电路。
2.卡诺图法:卡诺图是一种将逻辑表达式可视化的方法。
通过将逻辑函数的真值表转化为卡诺图,可以直观地找出逻辑表达式中的最简形式。
3.真值表法:列出逻辑函数的真值表,并找出其中的规律,通过观察真值表中的1的分布情况,判断哪些项可以合并,从而得到最简形式。
4.极小项与极大项法:将逻辑函数表示为与或表达式后,利用极小项(逻辑函数为1的最小项)和极大项(逻辑函数为0的最大项)来化简逻辑函数。
将重复出现的项进行合并和消去。
需要注意的是,在化简过程中,应注意遵循布尔代数的基本规则,并要合理利用化简后的逻辑表达式的特点,例如选择合适的公式展开
顺序、尽量合并重复的项等。
除了以上方法外,还可以使用电路分解、电路索引和逻辑运算性
质等技巧来帮助化简逻辑表达式。
需要根据具体题目的要求和逻辑表
达式的复杂程度选择适合的方法进行化简。
"数字电子技术"知识点第1章 数字逻辑根底1.数字信号、模拟信号的定义2.数字电路的分类3.数制、编码其及转换要求:能熟练在10进制、2进制、8进制、16进制、8421BCD 之间进展相互转换。
举例1:〔37.25〕10= ( )2= ( )16= ( )8421BCD解:〔37.25〕10= (100101.01)2= ( 25.4)16= (00110111.00100101)8421BCD4.根本逻辑运算的特点与运算:见零为零,全1为1;或运算:见1为1,全零为零;与非运算:见零为1,全1为零;或非运算:见1为零,全零为1;异或运算:相异为1,一样为零;同或运算:一样为1,相异为零;非运算:零变 1, 1变零;要求:熟练应用上述逻辑运算。
5.数字电路逻辑功能的几种表示方法及相互转换。
①真值表〔组合逻辑电路〕或状态转换真值表〔时序逻辑电路〕:是由变量的所有可能取值组合及其对应的函数值所构成的表格。
②逻辑表达式:是由逻辑变量和与、或、非3种运算符连接起来所构成的式子。
③卡诺图:是由表示变量的所有可能取值组合的小方格所构成的图形。
④逻辑图:是由表示逻辑运算的逻辑符号所构成的图形。
⑤波形图或时序图:是由输入变量的所有可能取值组合的高、低电平及其对应的输出函数值的高、低电平所构成的图形。
⑥状态图〔只有时序电路才有〕:描述时序逻辑电路的状态转换关系及转换条件的图形称为状态图。
要求:掌握这五种〔对组合逻辑电路〕或六种〔对时序逻辑电路〕方法之间的相互转换。
6.逻辑代数运算的根本规则①反演规则:对于任何一个逻辑表达式Y ,如果将表达式中的所有"·〞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,则所得到的表达式就是函数Y 的反函数Y 〔或称补函数〕。
第二章:布尔代数及其分析数字电路基于排列组合与数字集合论,和数理逻辑有一定距离。
在逻辑函数的计算方面,使用数理逻辑的非计算,能够化简布尔表达式。
布尔逻辑代数引进数字电路,与命题的真假判断有区别,因此逻辑函数用数字函数描述更有广泛的内涵:既包括逻辑计算也包括组合功能.英国数学家布尔的研究导致逻辑代数的出现,并被命名为布尔代数。
逻辑代数给数字电路建立二值逻辑模型,可进行具体数字系统的分析和设计,并在此基础上化简运算,得到数字系统的最优实现方法.使用布尔代数还可以揭示不同逻辑函数之间的相互关系,很清楚的发现这些逻辑函数所对应的具体数字电路之间的转换关系,根据实际需要灵活选择,实现不同数字电路的互换.§1.布尔代数系统的基本内容布尔代数系统建立在集合{0,1}上的运算和规则。
布尔代数的基本定律用恒等式的形式表示,包括代入,反演,对偶,展开四个基本运用规则,主要用来解决逻辑函数的变换与化简. 1布尔代数系统简介数字函数表达式:12(,,...,)n Y F A A A =,其中:12,,...,n A A A 称为输入变量,Y 叫做输出变量,F 称为逻辑函数,表示基本逻辑运算或复合逻辑运算。
def1在二值集{0,1}E =中,逻辑变量取值为0或1,称为布尔变元或变量。
注:布尔变元可用大写字母,也可用小写字母表示,但是一定要保持一致性。
def2从n E 到E 的函数被称为n 度布尔函数,其中n E =011{,,...,,,01}n i x x x x E i n -<>∈≤≤- 说明:n 度布尔函数与n 元组逻辑函数是一个概念,定义域是()n In E 。
2布尔代数的基本运算和复合运算表1:布尔代数与,或,非运算真值表说明:①与运算表示只有全部输入变量都为1时,输出变量为1;其它输入变量组合,得到得输出都为0。
②或运算表示只有全部输入变量都为0时,输出变量为0;其它输入变量组合,得到得输出都为1。
逻辑函数的公式化简法(经典实用)逻辑函数公式化简法是一种在数字逻辑设计中常用的方法,用于简化逻辑函数表达式,以便更有效地进行逻辑电路设计。
以下是一些经典实用的逻辑函数公式化简法:
1.摩根定律
摩根定律可以将两个逻辑函数表达式进行等价转换。
它有两个版本:
① 0-1律:¬(A+B) = ¬A * ¬B
② A律:¬(A*B) = ¬A + ¬B
使用摩根定律可以将复杂的逻辑函数表达式转换为更简单的形式。
2.吸收律
吸收律可以用来简化逻辑函数表达式中的冗余项。
它有两个版本:
① A+AB=A
② A+A'B=A+B
使用吸收律可以消除逻辑函数表达式中的冗余项,使表达式更简洁。
3.分配律
分配律可以将逻辑函数表达式中的括号展开,使表达式更易于分析。
它有两个版本:
① A*(B+C)=AB+AC
② A+(B C)=(A+B)(A+C)
使用分配律可以简化逻辑函数表达式中的括号,使表达式更简洁。
4.反演律
反演律可以用来求得一个逻辑函数的反函数。
它在数字逻辑设计中非常有用,因为它允许我们在一个逻辑函数和它的反函数之间进行转换。
反演律的公式为:A' * (A * B) = B。
通过使用以上经典实用的逻辑函数公式化简法,我们可以将复杂的逻辑函数表达式转换为更简单的形式,从而更有效地进行逻辑电路设计。
一、填空题:1.在计算机内部,只处理二进制数;二制数的数码为1 、0两个;写出从(000)2依次加1的所有3位二进制数:000、001、010、011、100、101、110、111 。
2.13=(1101)2;(5A)16=(1011010)2;(10001100)2=(8C)16。
完成二进制加法(1011)2+1=(1100)23.写出下列公式:= 1 ;= B ;= A+B ;=BA 。
4.含用触发器的数字电路属于时序逻辑电路(组合逻辑电路、时序逻辑电路)。
TTL、CMOS电路中,工作电压为5V的是TTL ;要特别注意防静电的是CMOS 。
5.要对256个存贮单元进行编址,则所需的地址线是8 条。
6.输出端一定连接上拉电阻的是OC 门;三态门的输出状态有1 、0 、高阻态三种状态。
7.施密特触发器有 2 个稳定状态.,多谐振荡器有0 个稳定状态。
8.下图是由触发器构成的时序逻辑电路。
试问此电路的功能是移位寄存器,是同步时序电路(填同步还是异步),当R D=1时,Q0Q1Q2Q3= 0000 ,当R D=0,D I=1,当第二个CP脉冲到来后,Q0Q1Q2Q3= 0100 。
(图一)1.和二进制数(111100111.001)等值的十六进制数是( B )A.(747.2)16B.(1E7.2)16C.(3D7.1)16D.(F31.2)16R CP2.和逻辑式BACBAC++相等的式子是( A )A.AC+B B. BC C.B D.BCA+3.32位输入的二进制编码器,其输出端有( D )位。
A. 256B. 128C. 4D. 54.n位触发器构成的扭环形计数器,其无关状态数为个( B ) A.2n-n B.2n-2n C.2n D.2n-15.4个边沿JK触发器,可以存储( A )位二进制数A.4 B.8 C.166.三极管作为开关时工作区域是( D )A.饱和区+放大区B.击穿区+截止区C.放大区+击穿区D.饱和区+截止区7.下列各种电路结构的触发器中哪种能构成移位寄存器( C )A.基本RS触发器B.同步RS触发器C.主从结构触发器8.施密特触发器常用于对脉冲波形的( C )A.定时B.计数C.整形1.八进制数 (34.2 )8的等值二进制数为11100.01 ;十进制数 98 的8421BCD 码为10011000 。
逻辑函数公式法化简技巧
1、逻辑函数式越简单,则用来实现其的逻辑电路就越简单,则所使用的元器件越少,成本越低,工作越可靠。
2、一个逻辑函数的最简表达式形式多种多样,但在数字电路中,我们一般习惯采用最简与-或表达式。
最简与-或表达式:其逻辑函数式中的乘积项最少,同时每一个乘积项包含的变量数也最少。
3、公式化简法:公式化简法没有固定的步骤可以遵循;依赖对于逻辑代数公式的熟练掌握;需要一些化简技巧;难以确定被化简过的逻辑函数是否最简。