卡諾圖簡化法
前面我們已經(jīng)介紹了邏輯函數(shù)的卡諾圖,卡諾圖最大的特點是相鄰的最小項之間邏輯相鄰,邏輯相鄰的最小項合并時,可以消去有關(guān)變量,從而達(dá)到化簡的目的。
例如,在圖5 ? 6 ? 1中,兩個最小項合并可以消去一個變量。消去的變量就是取值發(fā)生變化的變量。
圖5 ? 6 ? 1 兩個最小項的合并
同理,四個最小項合并可以消去兩個變量,八個最小項合并可以消去三個變量,以此類推。如圖5 ? 6 ? 2所示。
基于以上的原理,用卡諾圖化簡函數(shù)的方法是根據(jù)邏輯函數(shù)畫出其卡諾圖,再將函數(shù)值為1的最小項畫卡諾圈進(jìn)行合并,然后寫出每個卡諾圈對應(yīng)的乘積項,最后將所有乘積項相或,從而得到邏輯函數(shù)的最簡與或式。
畫卡諾圈應(yīng)遵循以下幾個原則:
(1)卡諾圈中的函數(shù)值只能為1,不能為0,且卡諾圈中1的個數(shù)必須為2i(i=0,1,…)
(2)圈越大越好。圈越大,說明可以合并的最小項越多,消去的變量就越多,因而得到的乘積項就越簡單。
(3)合并時,所有最小項均可以重復(fù)使用,即1可以被多個卡諾圈圈入,但每一個圈至少包含一個新的最小項,否則它是多余的。
(4)必須將組成函數(shù)的全部最小項(所有為1的值)全部圈進(jìn)卡諾圈中,如果某一最小項不與其他任何最小項相鄰,則單獨圈起來。
(5)有時需要比較、檢查才能寫出最簡與或式,有些情況下,最小項的圈法并不唯一,因而得到的與或表達(dá)式也各不相同,因此,要仔細(xì)比較、檢查才能確定最簡與或式,甚至有時會出現(xiàn)幾種表示方法均為不同形式的最簡與或式。
圖5 ? 6 ? 2 四個、八個最小項的合并
【例5 ? 6 ? 3】試?yán)每ㄖZ圖法化簡邏輯函數(shù)F=∑m(0,2,4,6,7)。
解:首先畫出邏輯函數(shù)F的卡諾圖,如圖5 ? 6 ? 3所示,然后根據(jù)畫卡諾圈的原則畫卡諾圈,圖中,四個角可以畫出一個大的卡諾圈,得到相應(yīng)的乘積項,由于還有一個1未被畫進(jìn)去,故其與最右下角的1合并,得到乘積項AB,最終得到邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)式:
圖5?6?3 例5 ? 6 ? 3的卡諾圖
F=+AB
【例5 ? 6 ? 4】試?yán)每ㄖZ圖法化簡邏輯函數(shù)F=∑m(0,2,5,8,10,11,14,15)。
解:首先畫出邏輯函數(shù)F的卡諾圖,如圖5 ? 6 ? 4所示,圖中四個角可以畫出一個大的卡諾圈,得到相應(yīng)的乘積項,右下角的四個1合并,得到乘積項AC,中間還有一個1無法與其他1合并,單獨畫圈,得到乘積項,邏輯函數(shù)的最簡表達(dá)式為:
F=AC+
圖5 ? 6 ? 4 例5 ? 6 ? 4的卡諾圖
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