【数电复习】逻辑函数的表示方法及互相转换(表达式、真值表、逻辑图、波形图、卡诺图)(手把手教版(雾

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【数电复习】逻辑函数的表示方法及互相转换(表达式、真值表、逻辑图、波形图、卡诺图)(手把手教版(雾

2024-05-30 19:48| 来源: 网络整理| 查看: 265

目录

        #前言

        一、逻辑函数表示方法的基本了解

                1、逻辑函数表达式

                2、真值表

                3、逻辑图

                        逻辑运算

                4、波形图

                5、卡诺图(用来化简表达式,非常好使!!)

                        如何画出卡诺图

                        卡诺图的化简(十分重要!!!)

                                化简步骤

                                卡诺圈原则(重要!!)

        二、逻辑表达式之间的转换

                1、表达式 & 真值表

                        (1)表达式----->真值表

                ​​​​​​​        (2)真值表----->表达式

                2、表达式 & 逻辑图

                ​​​​​​​        (1)表达式----->逻辑图

                ​​​​​​​        (2)逻辑图----->表达式

                3、表达式 & 波形图

                ​​​​​​​        (1)表达式----->波形图

                ​​​​​​​        (2)波形图----->表达式

                4、表达式 & 卡诺图

                ​​​​​​​        (1)逻辑函数----->卡诺图

                ​​​​​​​        ​​​​​​​        如何变换为最小项表达式

                ​​​​​​​        ​​​​​​​        最小项注意要点

                ​​​​​​​        (2)卡诺图----->表达式

                ​​​​​​​        ​​​​​​​        【例题】​

#前言

        数电复习总结系列~~( ̄▽ ̄)~*内容大概包含了几种基本的逻辑函数表示方法的解析,以及他们的互相转换~~其中卡诺图化简什么的有很多注意事项要留意!!嗯唔其中也包含了最小项的一些注意点~~

        因为这些属于计算的基础,所以非常重要~~   不能错噢!要完全弄懂它φ(>ω11->10)

     如下图:(左图为最小项的序号排列,右图为表达式对应的最小项)

(3)如何画出卡诺图(即 逻辑函数---->卡诺图)

(因为感觉卡诺图的转换比较重要!!ヾ(◍°∇°◍)ノ゙化简会一直使用到,所以就会在这里再赘述一遍~~)

       ①将逻辑函数的表达式变换为最小项表达式

        ②在卡诺图对应最小项的方格填上 1,其余的方格填上 0(或用空格表示),无关项用 x 表示,即可得

       (也就是说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)

(4)卡诺图的化简(十分重要!!!)

  性质:卡诺图具有相邻性,若两个相邻的方格均为1,则这两个最小项之和有一个变量可以被消去

    化简步骤:

      ①将逻辑函数写成最小项表达式(真值表可忽略步骤①,直接到步骤②)

      ②将最小项表达式中所含的最小项填入卡诺图中,有为1,无为0,无关为x

      ③找出为1的相邻最小项,画卡诺圈(从大往小的收!),每个卡诺圈含2ⁿ个方格,写出每个卡诺圈的乘积项(即 可以理解为  写出其中不变的变量)

      ④将所有卡诺圈对应的乘积项相加(可理解为,写出  "与"项之和 ,即与或式)

   卡诺圈原则:(重要!!)

      ①卡诺圈内方格数必定是2ⁿ个

      ②相邻方格包括:上下底相邻、左右边相邻和四个角两两相邻

      ③同一个方格可以被不同的卡诺圈包围(即可 重复利用),但新增的卡诺圈不能相同必含有新方格,否则为多余

      ④卡诺圈内方格数尽可能多,卡诺圈数尽可能少(即 从大的往小的收,因为一个卡诺圈对应一个乘积项,卡诺圈越大,则所得乘积项中的变量越少;卡诺圈个数越少,则乘积项个数也越少,得到的 与-或 表达式  也最简)

      ⑤有的方格中的1被多个卡诺圈包含,并且每个标1的方格都有圈

      ⑥画卡诺圈时,尽可能考虑没有画过标1的方格

      ⑦化简得到的最简式不一定是唯一的

    (可以用 德摩根定律 / 卡诺图取反  由 反函数的最简与或式 推到 最简或与式  )

    (无关项的值,可取 0 也可取 1)

二、逻辑表达式之间的转换

  可以将表达式看作转换的中介,其实本质上都是转换成表达式再作另外的转换(当然,其中的化简也是要注意的)

so,真值表转换到逻辑图 或者是 逻辑图转换到真值表 什么的 在这里就不多赘述了,本质上都一样的,以表达式为中介转换多一次就是了~(但为了逻辑图是最简的 为了实际运用到的零件最少最简化 中途对表达式的化简是必不可少的!!化简一律用卡诺图即可,因为公式)

1、表达式 & 真值表 (1)表达式----->真值表

    方法:①确定(输入+输出)变量、函数

               ②赋值,得出真值表

                        

(2)真值表----->表达式

    方法:①找到真值表输出为1的行

               ②输入变量之间是与的关系,输出状态之间是或的关系

                  对于输入输出变量,取1值用原变量表示,取0值用反变量表示

               ③得出逻辑函数表达式并化简(最好用等式或卡诺图法化简)

                (也可以理解为写出最小项表达式)

 如下图:

2、表达式 & 逻辑图 (1)表达式----->逻辑图

    方法:①将表达式中所有的与、或、非运算符号用相应的逻辑符号代替

               ②并按照逻辑运算先后次序将这些逻辑符号连接起来,即可得到对应逻辑图

              注意:要先将逻辑表达式用公式法或卡诺图法化简再化成逻辑图

(2)逻辑图----->表达式

    方法:①先确定输入变量与输出变量

               ②从输出倒推输入

            (中间函数可以先用未知函数代替,最后溯回输入时再用输入变量去表示)

3、表达式 & 波形图

波形图转换成真值表时要注意!!若波形图中没有出现的某一最小项,说明这种输入组合不会出现,它所对应的输出是无关项,用x表示

(1)表达式----->波形图

    方法:①按时间顺序画出输入与输出,高电平为1,低电平为0

             (要将每种画出来,测试时若中间有缺也得把后面的另写出来)

(2)波形图----->表达式

    因为直接从波形图很难看出表达式的逻辑关系,所以我们先转化成易得的真值表再由真值表转化为表达式

    方法:①同理,高电平为1,低电平为0,写出真值表

               ②由真值表转化为表达式,即得

  图略

4、表达式 & 卡诺图

    画卡诺图时要注意!!如ABCD顺序的,若是自己设置的卡诺图,不是前面AB为竖列,后面CD为横列,那最小项序号不是横着来的,而是竖着来的,意思是要看到ABCD组合起来的数是几,它的最小项序号才是几,就是要看清楚高位在哪!!(本人亲身 痛 的经历~~(。•́︿•̀。)~~引以为戒~

(1)逻辑函数----->卡诺图

    方法:①将逻辑函数的表达式变换为最小项表达式(使用摩根定理等来变换)

               ②在卡诺图对应最小项的方格填上 1,其余的方格填上 0(或用空格表示),无关项用 x 表示,即可得(真值表可忽略步骤①,直接到步骤②)

       (也就是说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)

    然后在卡诺图化简中,如何得出最小项表达式也是非常重要的一个点,所以这里顺便将如何得到最小项表达式简述一下~(如果之后有时间 可能会出一个专门关于变换到最小项表达式的讲解与例题~)

如何变换为最小项表达式:

        ①先将表达式拆成最简与或式(用摩根定理等,非-只能在单个变量上,需去掉所有括号)

        ②将最简与或式配成为最小项表达式(缺什么补什么)

最小项注意要点:

        ①次序次序次序十分重要!!!写变量时要将变量个数与变量次序写出!

        ②次序决定着高位!!所以有没标注清楚次序时,要查清楚哪个是高位!!

 如下图:(A为高位,C为低位,次序为ABC)

(2)卡诺图----->表达式

    方法:①通过对卡诺图的化简得到最简与-或式(化简要求如上文所述)

【例题】

   里面会包含卡诺图跟表达式的互相转换,就不单独拿单向转换的题来说了~~

解析:                                                                                                                                                

   好像有点点歪QAQ~



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