用卡诺图化简逻辑函数

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1、1.4用卡诺图化简逻辑函数本次重点内容1、卡诺图的画法与性质2、用卡诺图化简函数教学过程应用卡诺图化简一、卡诺图逻辑函数可以用卡诺图表示。所谓卡诺图，就是逻辑函数的一种图形表示。对n个变量的卡诺图来说，有2个小方格组成，每一小方格代表一个最小项。在卡诺图中，几何位置相邻（包括边缘、四角）的小方格在逻辑上也是相邻的。二、最小项的定义及基本性质：1、最小项的定义在n个变量的逻辑函数中，如乘积项中包含了全部变量，并且每个变量在该乘积项中或以原变量或以反变量的形式但只出现一次，则该乘积项就定义为该逻辑函数的最小项。通常用m表示最

2、小项，其下标为最小项的编号。编号的方法是：最小项的原变量取1，反变量取0，则最小项取值为一组二进制数，其对应的十进制数便为该最小项的编号。如最小项对应的变量取值为000，它对应十进制数为0。因此，最小项的编号为m，如最小项的编号为m，其余最小项的编号以此类推。2、最小项的基本性质：（1）对于任意一个最小项，只有一组变量取值使它的值为1，而其余各种变量取值均使它的值为0。（2）不同的最小项，使它的值为1的那组变量取值也不同。（3）对于变量的任一组取值，全体最小项的和为1。图1.4.1分别为二变量、三变量和四变量卡诺图。在卡

3、诺图的行和列分别标出变量及其状态。变量状态的次序是00，01，11，10，而不是二进制递增的次序00，01，10，11。这样排列是为了使任意两个相邻最小项之间只有一个变量改变（即满足相邻性）。小方格也可用二进制数对应于十进制数编号，如图中的四变量卡诺图，也就是变量的最小项可用m0,m１,m２,……来编号。图1.4.1卡诺图二、应用卡诺图表示逻辑函数应用卡诺图化简逻辑函数时，先将逻辑式中的最小项(或逻辑状态表中取值为1的最小项)分别用1填入相应的小方格内，其它的则填0或空着不填。如果逻辑式不是由最小项构成，一般应先化为最小

4、项或将其列出逻辑状态表后填写。三、应用卡诺图化简逻辑函数1、一个正确卡诺圈的要求：（1）画在一个卡诺圈内的1方格数必须是2个（m为大于等于0的整数）。（2）画在一个卡诺圈内的2个1方格必须排列成方阵或矩阵。（3）一个卡诺圈内的1方格必须是对称相邻的。2、利用卡诺图化简逻辑函数的步骤：（1）先找没有相邻项的独立1方格，单独画圈。（2）其次，找只能按一条路径合并的两个相邻方格，画圈。（3）再次，找只能按一条路径合并的四个相邻方格，画圈。（4）再次，找只能按一条路径合并的八个相邻方格，画圈。（5）依此类推，若还有1方格未被圈，

5、找合适的圈画出。如：化简则有：Y1=化简3、具有无关项的逻辑函数的化简逻辑函数中的无关项：用“×”（或“d”）表示利用无关项化简原则：无关项即可看作“1”也可看作“0”。卡诺图中，圈组内的“×”视为“1”，组外的视为“0”。例1为8421BCD码，当其代表的十进制数≥5时，输出为“1”，求Y的最简表达式。（用于间断输入是否大于5）解：先列真值表，再画卡诺图ABCDYABCDY00000100010001010011001001010×001101011×010001100×010111101×011011110×0111

6、11111×写出表达式：Y=作业：用卡诺图化简下列逻辑表达式：卡诺图化简法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。一卡诺图的构成卡诺图是一种平面方格图，每个小方格代表一个最小项，故又称为最小项方格图。1．结构特点卡诺图中最小项的排列方案不是唯一的，图2．5(a)、(b)、(c)、(d)分别为2变量、3变量、4变量、5变量卡诺图的一种排列方案。图中，变量的坐标值0表示相应变量的反变量，1表示相应变量的原变量。各小方格依变量顺序取坐标值，所得二进制数对应的十进制数即相应最

7、小项的下标i。在五变量卡诺图中，为了方便省略了符号“m”，直接标出m的下标i。图2.52～5变量卡诺图从图2.5所示的各卡诺图可以看出，卡诺图上变量的排列规律使最小项的相邻关系能在图形上清晰地反映出来。具体地说，在n个变量的卡诺图中，能从图形上直观、方便地找到每个最小项的n个相邻最小项。以四变量卡诺图为例，图中每个最小项应有4个相邻最小项，如m5的4个相邻最小项分别是m1，m4，m7，m13，这4个最小项对应的小方格与m5对应的小方格分别相连，也就是说在几何位置上是相邻的，这种相邻称为几何相邻。而m2则不完全相同，它的

8、4个相邻最小项除了与之几何相邻的m3和m6之外，另外两个是处在“相对”位置的m0(同一列的两端)和m10(同一行的两端)。这种相邻似乎不太直观，但只要把这个图的上、下边缘连接，卷成圆筒状，便可看出m0和m2在几何位置上是相邻的。同样，把图的左、右边缘连接，便可使m2和m10相邻。通常把这种相邻称为相对相邻。除此之外，