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数电第一章 逻辑代数基础


位数。取3位为.001,取4位为.0011,取5位为.00110
1.2 数值和码制
二、数制转换
二进制十六进制转换
从小数点开始往前或往后4位二进制数转换为1位十六进制数, 位数不够前后补0,整数部分往高补,小数部分往低补。
十六进制二进制转换
从小数点开始往前或往后1位十六进制数转换为4位二进制数, 位数不够前后补0,整数部分往高补,小数部分往低补。
1.1 概述
1.1.1 数字量和模拟量
数字信号:该信号的变化在时间上和数量上都是不连续
的。跳跃的。采用0和1表示(只能判断有和没有)。 把工作在数字信号下的电子电路叫做数字电路。
模拟信号:该信号的变化在时间上或数值上是连续的。
把工作在模拟信号下的电子电路叫做模拟电路。 数字电路优点:数字信号只有“1”和“0”两种,对 精度要求不高,使得数字电路工作可靠,并适合于对数 字电路进行集成化
对偶式:对于任意一个逻辑式
,若将其中所有的“∙” 换成“+”,“+”换成“∙”, “0”换成“1”,“1”换
Y
成“0” ,则得到一个新的逻辑式 Y' ' Y 叫做 的对偶式。或者说 和 Y Y
偶式相等来完成。
,这个 就 Y' 互为对偶式。
应用:证明两个逻辑式相等,也可以通过证明它们的对
与反演式的区别:没有单个变量取反。
0
1
1
1
Y A B
逻辑代数中的三种基本运算
三、非
若条件具备了,结果就不
会发生;条件不具备时,结 果一定发生。这种因果关系
A 0 1
Y 1 0
叫做逻辑非,又叫逻辑求反。
YA
复合逻辑运算
与非和或非
与非
Y A B
或非
Y A B
A
B
Y
A
B
Y
0
0 1 1
0
1 0 1
1
1 1 0
逻辑代数的三种基本运算
逻辑运算:电路系统中只有0和1两种状态,所以信号在进行
运算处理时,不是单纯的代数运算(加减乘除),而是逻辑 运算
介绍3种最基本的:与,或,非 模型:
输入 开关:1 闭合、0 断开; 输出 灯:1 亮、0 暗
逻辑代数中的三种基本运算
一、与
只有决定事物结果的全部
1.2 数值和码制
二、数制转换
N进制十进制转换
按权展开
110110.12 1 25 1 24 1 22 1 21 1 21 32 16 4 2 0.5 54.510
十进制二进制转换
整数:除2取余,依次得到二进制的低位到高位 小数:乘2取整,依次得到二进制小数的高位到低位。 (54.2)10=( 110110.00110…)2运算精度取决于小数点后所取
i
mi (i 3,6,7)
1.3.5 逻辑函数的公式化简

逻辑函数的最简形式
定义:在函数式中
若其中包含的乘积项已经最少 每个乘积项里面的因子也不能再减少时
则称此逻辑函数式为最简形式。
利用摩根定理,可以实现与-或式与非-与非式。
1.3.5 逻辑函数的公式化简法

常用的化简方法
定义
n
变量的个数 n=3,最小项个数为2 =8,每一项表示为mi。
重要性质:
在输入变量的任何取值下有且只有一个最小项的值为1。 全体最小项的“或”为1。 任意两个最小项的“与”为0。 具有相邻性的两个最小项之和可以合并成一项并消去一对因子。
逻辑函数的两种标准形式
一、最小项
2.熟悉化简技巧;
3.能准确判断化简结果是否为最简与-
或表达式。 (对初学者有一定难度)
1.3.6 逻辑函数的卡诺图化简法
逻辑函数的卡诺图表示法
一、表示最小项的卡诺图
定义 特点:循环邻接。在卡诺图中,几何位置相邻的最小项
在逻辑上应具有相邻性。
二到五变量最小项的卡诺图
(a)两变量(A、B)最小项的卡诺图 (b)三变量(A、B、C)最小项的卡诺图 (c)四变量(A、B、C、D)最小项的卡诺图 (d)五变量(A、B、C、D、E)最小项的卡诺图
0
0 1 1
0
1 0 1
1
0 0 0
复合逻辑运算
异或和同或
异或
Y AB AB
同或
Y AB AB
A
B
Y
A
B
Y
0
0 1 1
0
1 0 1
0
1 1 0
0
0 1 1
0
1 0 1
1
0 0 1
算术运算和逻辑运算
比较
算术运算
逻辑运算
符号
意义
0 、1
0、1表示数值大小
0、1
事物的两种对立状态 没有进位(1+1+…+1=1) 与、或、非
例:(1110001100101.01)2=(1,1100,0110,0101.0100)
=(1C65.4)16 (2B5.E)16=(0010,1011,0101.1110)= (1010110101.111)2
思考题:八进制,四进制与二进制间的相互转换。
1.2 数值和码制
三、码制
什么叫BCD码? P6 表1.2
逻辑代数的基本定理
1. 代入定理
在任何一个包含变量A的逻辑等式中,若以
另外一个逻辑式代入式中所有A的位置,则 等式仍然成立。
代入定理的应用--证明反演律的推广
代入定理的应用
逻辑代数的基本定理 2. 反演定理(求反)
对于任意一个逻辑式 Y ,若将其中所有的“∙”
换成“+”,“+”换成“∙”,“0”换成“1”, “1”换成“0”,原变量 换成反变量,反变量变 成原变量,则得到的结果就是 Y 。
(最小项之和)
2、从逻辑式画出逻辑图(应用:把函数用电路来实现)
用图形符号代替逻辑式中的运算符号,就可以画出逻辑
图。
四、各种表示方法间的相互转换
3、从逻辑图写出逻辑式(应用:已经有一个实现电路,写
出函数式,化简,判断它的功能)
从输入端到输出端逐级写出每个图形符号对应的逻辑式
A B
A B
1.2 数值和码制
一、数制
十六进制 (H)
代码:0,1,~,8,9,A(10),B(11),C(12),D(13),E(14),
F(15)。
逢16进1。 权16i。
(3CD.F 2) H 3 162 12161 13160 15161 2 162 3 256 1216 131 15 0.0625 2 0.00390625 973.9453125
1.3.4 逻辑代数的基本公式和常用公式
基本公式
求反律- 摩根定理
A B A B A B
A B A B A B A B
A
B
A B
0 0 1 1
互补律
0 1 0 1
A A 0
1 1 1 0
1 1 1 0
A A 1
1 0 0 0
1 0 0 0
1.3 逻辑代数的基本公式和常用公式
1.3.6 逻辑函数的卡诺图表示法
二、用卡诺图表示一个逻辑函数
把输出的1或0填入卡诺图中相应的最小项的空格
1.3.6 用卡诺图化简逻辑函数
一、合并最小项的规则
基本原理:相邻的最小项可以合并。若两个最小项相邻,
则可合并为一项并消去一对因子。
上下看AB,左右看CD:
BCD
哪个保持不变就保留,
逻辑函数的两种标准形式
逻辑函数的最小项之和形式
利用基本公式 A A 1 转换逻辑函数。 形式:Y mi 例子:
Y ABC BC ABC ( A A) BC ABC ABC ABC m6 m7 m3 m(3,6,7)
运算规则 逢2进1,1+1=10 基本运算 加、减、乘、除
1.3.4 逻辑代数的基本公式和基本定理
基本公式:
注意: 每个变量只有0、1两个状态; 逻辑运算没有进位; 所有的公式除了可用其他基本公式证明外, 全部可以用真值表证明。 0-1律,自等律,等幂律、互补律、分配律、 交换律、求反律
各种表示方法间的相互转换
1、从真值表写出逻辑函数式(应用:设想功能,写出真值
表,再转换为函数)先“与”后“或”
第一步:使输出为“1”的所有输入的对应逻辑变量相与
(变量为1用原变量、变量为0用反变量)。
第二步:将上面所得的乘积项相或。
注意:函数式不是唯一的,上述方法写出的函数只是其中一种
例:求取下列逻辑式Y 的 Y 和 Y '
Y A B C D C 1Y ( A B) C D (C 0)
'
补充:建立逻辑函数及其表示方法
构建逻辑函数:根据功能构建函数
1。 以便用电路实现
A B A B
B A
A B
( A B)( A B) AB AB A B
例题
写出逻辑函数式并化简成最简与或式
逻辑函数式的两种标准形式
前提:函数式的形式有很多种,也就是,根据同一个真值表
写出来的函数式可以不一样。但彼此之间一定是相等的。
一、最小项(任何函数式都可以写成最小项之和)
方法 并项法 公式
AB AB A
吸收法 消项法
消因子法 配项法
A AB A
AB AC BC AB AC, AB AC BCD AB AC
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