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          基于數(shù)字電路中卡諾圖的應(yīng)用研究

          作者: 時(shí)間:2009-08-11 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
          下面以幾個(gè)常見的邏輯運(yùn)算為例來說明。
          1)求兩邏輯函數(shù)Y1和Y2的或運(yùn)算F1+F2

          本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/188752.htm

          根據(jù)或運(yùn)算的特點(diǎn),求或運(yùn)算時(shí),只要將Y1、Y2中出現(xiàn)的所有l(wèi)都畫入包圍圈,然后根據(jù)寫出表達(dá)式。
          2)求兩邏輯函數(shù)Fl和F2的與運(yùn)算Fl?F2
          根據(jù)與運(yùn)算的特點(diǎn),求與運(yùn)算時(shí),只要將F1、F2中重復(fù)出現(xiàn)的l畫入包圍圈,然后根據(jù)卡諾圖寫出表達(dá)式。
          3)求兩邏輯函數(shù)Fl和F2的異或運(yùn)算Fl+F2
          根據(jù)異或運(yùn)算的特點(diǎn),求異或運(yùn)算時(shí),只要將Fl、F2卡諾圖中不重復(fù)出現(xiàn)的l畫入包圍,然后根據(jù)卡諾圖寫出表達(dá)式。
          例:已知兩邏輯函數(shù)F1(A,B,C)=∑m(0,1,3),F(xiàn)2(A,B,C)=∑m(0,4,5,7),試用卡諾圖分別求出F1+F2;Fl?F2和Fl+F2。
          解:
          1)將邏輯函數(shù)Fl、F2在同一張卡諾圖中表示出來,將函數(shù)出現(xiàn)的1填在卡諾圖小方格的左上角,將函數(shù)F2出現(xiàn)的l填在卡諾圖小方格的左下角,如圖4;
          2)求Fl+F2時(shí),將Fl、F2卡諾圖中出現(xiàn)的所有l(wèi)都畫入包圍圈,如圖5;
          3)求F1?F2時(shí),將F1、F2卡諾圖中重復(fù)出現(xiàn)的1畫入包圍圈,如圖6;
          4)求F1+F2時(shí),將F1、F2卡諾圖中不重復(fù)出現(xiàn)的1畫入包圍圈,如圖7;
          5)根據(jù)圖5、6、7寫出函數(shù)表達(dá)式:

          1.4 使用降維卡諾圖化簡(jiǎn)多變量函數(shù)
          在卡諾圖中,通常我們用“0”、“1”以及無關(guān)項(xiàng)“d”(或用“×”表示)作為卡諾圖中的單元值,函數(shù)的變量都作為卡諾圖的變量,一般來說,卡諾圖的維數(shù)也就是函數(shù)的變量數(shù).如果將某些變量也作為圖中的單元值,則所得到的卡諾圖維數(shù)將減少,這樣的卡諾圖叫做降維卡諾圖。在用中規(guī)模集成電路,特別是用數(shù)據(jù)選擇器來實(shí)現(xiàn)函數(shù)時(shí),使用降維卡諾圖化簡(jiǎn)多變量函數(shù)是非常有用的。降維卡諾圖化簡(jiǎn)原理在此不再贅述。
          例如邏輯函數(shù)F(A,B,C,D)=∑m(0,3,5,6,9,10,12,
          15)如果選用8選1數(shù)據(jù)選擇器74LSl5l實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù),由于8選l數(shù)據(jù)選擇器的地址變量為3個(gè),將邏輯函數(shù)降維為三維卡諾圖后與8選1數(shù)據(jù)選擇器含Di的卡諾圖對(duì)照比較(見圖8),很容易獲得數(shù)據(jù)選擇器輸入信號(hào)與邏輯函數(shù)變量的關(guān)系:令A(yù)2=A,A1=B,A0=C,則Do=D3=D5=D6=D,Dl=D2=D4=D7=D,畫出邏輯圖,如圖9所示。

          如果選用4選一數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù),還可以將三維卡諾圖繼續(xù)降維成二維卡諾圖后與4選l數(shù)據(jù)選擇器含Di的卡諾圖對(duì)照比較(見圖11),獲得數(shù)據(jù)選擇器輸入信號(hào)與邏輯函數(shù)變量的關(guān)系:A1=A,A0=B,D0=D3=CD+CD=C+D,Dl=D2=CD+CD=C+D
          用4選一數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)邏輯函數(shù)見圖10。


          2 結(jié)束語
          從以上幾例論述可知,卡諾圖的用途不只限于邏輯函數(shù)化簡(jiǎn)的功能,可廣泛用于記憶或設(shè)計(jì)有關(guān)碼制,競(jìng)爭(zhēng)冒險(xiǎn)中的判斷,數(shù)據(jù)選擇器實(shí)現(xiàn)組合邏輯函數(shù)和邏輯函數(shù)的邏輯運(yùn)算等,深入理解卡諾圖的內(nèi)涵,巧妙地應(yīng)用它,能得到意想不到的效果,為數(shù)字邏輯電路的分析和綜合帶來很大的方便。


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