1. 逻辑函数的最小项 逻辑函数的最小项,是一个以逻辑变量的原变量或反变量形式组成的乘积项,这个乘积项的因子数等于全部逻辑变量的个数,且每个变量都是它的因子。例如,
A、B、C三个变量逻辑函数的最小项共有8个,即
、、B 、BC、A、AC、AB 、ABC,它们均有上述特点。根据逻辑代数的基本定律,可以把任意逻辑函数变成一组最小项之和,这就是最小项表达式。例如,将Y(A、B、C)=AB+AC变换为最小项表达式。运用A+ =1,可得:
这里,m是最小项的符号,十进制的下标恰对应最小项的二进制码所表示的十进制的数值,称为最小项序号。最后的一个求和表达式,则是以最小项序号代表相应最小项的一种简写方法。
当变量数为n时,最小项数为2n个。
2. 卡诺图及其构成方法 将变量各种状态的组合列于表格的最上方和最左端,并划成2n(n为变量数)个方格就构成了卡诺图。
在填写变量状态时,仅允许相邻两项只有一个变量的状态不同。这里所指的相邻项,包括把首项和尾项看成相邻两项。据此,得到二变量、三变量的卡诺图分别如图T1132(a)、(b)所示。可见,卡诺图中每一小格都对应着一个最小项。而卡诺图中的相邻项是指,一个方格与其上、下、左、右的方格,同一行最左与最右的方格、同一列最上与最下的方格均为相邻项。
有时为了简便直接用0、1表示变量状态,用最小项符号
mi代表最小项.例如四变量卡诺图可如图T1133所示。图T1134是五变量卡诺图。
3.卡诺图化简法 步骤:
(1)将逻辑函数用最小项形式表示,然后画出该函数的卡诺图。若某格对应的最小项存在,则在这格内填"1"否则填"0"(也可空着不填)。
(2)在卡诺图上将相邻最小项合并。
合并原则是:将相邻两个方格合并,即把它们圈在一起时可以消去一个出现了"0"、"1"状态的变量,将相邻四个方格合并,可消除二个出现了"0","1"状态的变量,相邻八个方格合并,可消除三个出现了"0"、"1"状态的变量…。在合并时,必须注意以下几点:
A 合并的小方格数必须是2K个(K=1,2,3…); B 处于卡诺图同一行(列)首尾部位的小方格是相邻的; C 画包围圈时使它包含的方格数最多; D 任一包围圈必须含有不同于其它包围圈的小方格;
E 一个小方格可以被包围多次。
(3)将各包围圈合并的结果相加,得到逻辑函数的最简表达式。
例1129 用卡诺图化简逻辑表达式:
Y=
(A+
B+
C)(A+
+
C)(+
+
) 解:
Y=
BC+
AC+
ABO+
ABC,共有三个变量,绘得相应的卡诺图如图T1128所示。按上述步骤(2)化简,得
Y=
AB+BC+AC。
例1130 运用卡诺图化简下式:
Y(A、B、C、D)=
CD+
B+
+
AC+
AD 解:将上式写成最小项之和,即
画得相应的卡诺图如图Z1136所示,化简的最后结果为:
Y=
例1131 用卡诺图化简
Y(A、B、C、D)=
解:画得相应的卡诺图如图Z1137所示。图中,四个角是相邻项,可以合并,序号为5的项无相邻项,单独写出,于是
Y=