数电学习二——逻辑代数的计算与逻辑函数

数电学习二——逻辑代数的计算与逻辑函数

文章目录

前言一、逻辑运算1.1基本逻辑运算1.2复合逻辑运算

二、逻辑运算公式2.1基本公式2.2常用公式2.3运算规则

三、逻辑函数3.1最小项和最小项表达式

总结

前言

本文仅记录自己的学习过程与心得,欢迎大家批评指正!

一、逻辑运算

1.1基本逻辑运算

与逻辑、或逻辑和非逻辑是三种最基本的逻辑关系。逻辑代数中的基本运算也只有三种:与运算、或运算和非运算。 与运算:有0出0,全1出1. 其逻辑表达式为

F

=

A

B

F=A\cdot B

F=A⋅B 或运算:有1出1,全0出0. 其逻辑表达式为

F

=

A

+

B

F=A +B

F=A+B 非运算:其逻辑表达式为

F

=

A

F=\overline A

F=A 即

0

=

1

,

1

=

0

\overline 0=1,\overline 1=0

0=1,1=0

1.2复合逻辑运算

与非运算:

F

=

A

B

F=\overline{AB}

F=AB 或非运算:

F

=

A

+

B

F=\overline{A+B}

F=A+B​ 或与非运算:

F

=

A

B

+

C

D

F=\overline{AB+CD}

F=AB+CD​ 异或运算:

F

=

A

B

=

A

B

+

A

B

F=A\oplus B=\overline{A}B+A\overline{B}

F=A⊕B=AB+AB 同或运算:

F

=

A

B

=

A

B

+

A

B

F=A\odot B=AB+\overline{AB}

F=A⊙B=AB+AB 对异或和同或说明:由表达式可看出两个变量相反时异或运算的结果为“1”,相同时异或运算的结果为“0”。同或则事异或的反运算,即有

A

B

=

A

B

A\odot B=\overline{A\oplus B}

A⊙B=A⊕B​

二、逻辑运算公式

2.1基本公式

分配律的两种形式:

A

(

B

+

C

)

=

A

B

+

A

C

A (B+C)=AB+AC

A(B+C)=AB+AC 和

A

+

B

C

=

(

A

+

B

)

(

A

+

C

)

A+BC=(A+B)(A+C)

A+BC=(A+B)(A+C) 前者是比较好理解的,后者则和一般的常识不太相符。但是这个形式很重要。具体的证明只需列真值表即可。 反演律是比较重要的一条性质,在之后的化简中会比较常用。图中发生了错误,应当为

A

+

B

=

A

B

\overline{A+B}=\overline{A}\cdot\overline{B}

A+B​=A⋅B

2.2常用公式

1.合并相邻项公式:

A

B

+

A

B

=

A

AB+A\overline B=A

AB+AB=A 此公式的特点在于,公因式A提出来后只剩两项互补项。 2.消项公式:

A

+

A

B

=

A

A+AB=A

A+AB=A 此公式形式简单,就是容易忘记。 3.消去互补因子公式:

A

+

A

B

=

A

+

B

A+\overline{A}B=A+B

A+AB=A+B 4.多余项公式:

A

B

+

A

C

+

B

C

=

A

B

+

A

C

AB+\overline{A}C+BC=AB+\overline{A}C

AB+AC+BC=AB+AC 此公式正反都会经常用到

2.3运算规则

1.代入规则:字面意思,例如,在1.2的第二个公式中,将令

B

=

C

+

D

B=C+D

B=C+D,则有

A

+

A

(

C

+

D

)

=

A

A+A(C+D)=A

A+A(C+D)=A 2.反演规则:求一个函数 F 的反函数 F ,只要将原函数式中所有的变量原、反互换,所有的算符“·”、“+”互换,所有的常量“0”、“1”互换即可。例如

F

=

A

+

B

C

+

1

,

F

=

A

B

+

C

0

F=A+BC+1,则\overline{F}=\overline{A}\cdot \overline{B+C}\cdot 0

F=A+BC+1,则F=A⋅B+C​⋅0 3.对偶规则:对于任意一个逻辑函数 F,如果将函数式中所有的算符“· ”、“+”互换,所有的常量“0”、“1”互换,就可得到一个新的函数,该函数称为原函数的对偶函数,记作 F ′。

三、逻辑函数

3.1最小项和最小项表达式

逻辑函数的最小项是一个乘积项,在该乘积项中逻辑函数的所有变量都要以原变量或反 变量的形式出现一次,而且只能出现一次。通俗点讲,函数就是有几个变量那项就有几个变量,并且一个不能少。且按ABCD…顺序排列。

总结

本节主要是逻辑代数的一些计算公式,之后会用的很多,需要全部记住。

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