数字逻辑理论——从卡诺图到门电路

news2024/12/23 19:25:33

卡诺图化简

卡诺图化简

第一步:在卡诺图中圈出相邻为1的小方格(方格的个数为 2 m 2^{m} 2m),圈里面的1越多越好,并且这个小方格可以重复使用。
第二步:上一步中的方格或者圈出来的方框——每一个都代表一个与项(相与的项),每个圈的左侧和上方取值不同的可以消去。
第三步:第二步完成之后,将无法消去的所有与项进行相加,即为最简理论表达式。
表达式不唯一,但是实现所需要的资源一定相同。

与或式化简

上面的方法是与式化简,若要得出表达式为与或式的话,方法有所不同。上面的方法是圈1、与或式(或与式)则是圈0,每一个圈则代表和项,最后需要将这些和项相乘,得到的即最简表达式。

2、最简与或非式:取原表达式的非的与或式,然后圈1;或原表达式圈0,然后对得出的表达式进行求反。

用单一门设计最简二级电路

与非门
1、对理论表达式进行两次取反,然后运用摩根定律。

摩根定律:
非(P 且 Q) = (非 P) 或 (非 Q)
非(P 或 Q) = (非 P) 且 (非 Q)

2、使用绘图法:最简积之和(与或),画出二级与或电路,然后用与非门替换所有的逻辑门,最后将连接输出门的单个变量取反。

或非门
1、对表达式去两次对偶
在这里插入图片描述
2、找到和之积,画出二级或与门,然后用或非门替换,最后将输出门的单个变量取反。

与或非门
对表达式取两次反,然后用摩根定律即可。

多输出电路设计

整体最简——找共享项,通过卡诺图找,整体考虑下尽可能保留一致项。

半加器

全加器

全减器

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