- •Теоретические основы анализа и логического проектирования дискретных устройств
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Дискретные элементы и устройства
- •1.1. Основные понятия и определения
- •1.2. Классификация, отличительные особенности и свойства дискретных элементов
- •1.3. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •2. Элементы алгебры логики
- •2.1. Функции алгебры логики
- •2.1.1. Основные понятия и определения
- •2.1.2. Функции одного и двух аргументов
- •Функции одного аргумента
- •Функция двух аргументов
- •2.1.3. Вырожденные функции
- •2.1.4. Принцип суперпозиции функций алгебры логики
- •2.1.5. Интерпретация функций ал с использованием теории множеств
- •2.1.6. Способы задания функций алгебры логики
- •2.2. Основные законы и тождества алгебры логики
- •2.3. Нормальные формы представления функций алгебры логики и способы получения данных форм
- •2.3.1. Формы представления функций алгебры логики
- •2.3.2. Способы получения нормальных форм представления функций алгебры логики
- •2.4. Реализация функций алгебры логики на основе релейно-контактных и бесконтактных логических элементов
- •2.5. Функционально полные системы функций алгебры логики. Базис и его выбор
- •2.5.1. Функционально полные системы функций алгебры логики
- •Принадлежность функции двух аргументов к соответствующим классам
- •2.5.2. Понятие базиса и его выбор при реализации логических схем
- •Реализация функций, входящих в наиболее часто используемые базисы
- •2.6. Минимизация функций алгебры логики
- •2.6.1. Постановка задачи минимизации и методы её решения
- •2.6.2. Использование карт Карно для минимизации функций алгебры логики
- •2.6.3. Минимизация функций ал методом Квайна
- •2.6.4. Алгоритм Квайна – Мак-Класки
- •Разложение минимизируемой функции на простые импликанты
- •Импликантная таблица минимизируемой функции
- •Минимизация функции методом Квайна – Мак-Класки
- •2.7. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •3. Анализ и синтез комбинационных схем
- •3.1. Задачи анализа и логического проектирования комбинационных дискретных устройств
- •3.2. Анализ и синтез специальных комбинационных схем
- •3.2.1. Логическое проектирование шифраторов
- •3.2.2. Логическое проектирование дешифраторов
- •3.2.3. Логическое проектирование преобразователей кодов
- •Соответствие кодовых комбинаций на входах и выходах синтезируемого преобразователя кодов
- •3.3. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •4. Дискретные устройства с элементами памяти
- •4.1. Некоторые основные понятия и определения
- •4.2. Логическое проектирование триггерных схем
- •4.2.1. Асинхронные триггеры
- •4.2.2. Синхронные триггеры
- •4.2.3. Двухступенчатые триггеры и триггеры с динамическим управлением записью
- •4.2.4. Взаимозаменяемость различных триггерных схем
- •4.3. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •5. Анализ и синтез специальных цифровых схем с элементами памяти
- •5.1. Счётные схемы
- •5.1.1. Логическое проектирование асинхронных счётных схем
- •5.1.2. Логическое проектирование синхронных счётных схем
- •5.2. Проектирование делителей частоты
- •5.3. Синтез распределителей импульсов
- •5.4. Логическое проектирование регистров сдвига
- •5.5. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •6. Анализ и синтез конечных автоматов
- •6.1. Основные понятия теории конечных автоматов
- •6.2. Способы представления конечных автоматов
- •6.3. Алгебра событий и её применение при анализе конечных автоматов
- •Преобразование автоматом слов входного алфавита
- •6.4. Синтез конечных автоматов
- •Для модели Мура
- •Для модели Мили
- •Кодирование состояний синтезируемого автомата
- •Задание функций возбуждения триггеров автомата
- •6.5. Вопросы для тестирования полученных знаний и закрепления усваиваемого материала
- •Заключение
- •Рекомендуемый библиографический список
- •Теоретические основы анализа и логического проектирования дискретных устройств
- •680021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47.
- •Теоретические основы анализа и логического проектирования дискретных устройств
2.1.2. Функции одного и двух аргументов
Функции, которые можно образовать от одного аргумента, представлены в табл. 2.1.
Таблица 2.1
Функции одного аргумента
Функции |
Значение аргумента |
Обозначение функции |
Наименование функции |
схема, соответствующая функции |
|
0 |
1 |
||||
f0 |
0 |
0 |
0 |
константа "0" |
|
f1 |
0 |
1 |
а |
переменная "а" |
|
f2 |
1 |
0 |
|
отрицание "а" |
|
f3 |
1 |
1 |
1 |
константа "1" |
|
Функции f0, f1 не зависят от значений аргумента и являются константами. Функция f2 повторяет значение аргумента а, а функция f3 принимает значения, противоположные значениям аргумента и носит название отрицания или инверсии.
Все возможные значения шестнадцати ФАЛ от двух аргументов представлены в табл. 2.2.
Таблица 2.2
Функция двух аргументов
Значения аргументов |
функции |
||||||||||||||||
а |
b |
f0 |
f1 |
f2 |
f3 |
f4 |
f5 |
f6 |
f7 |
f8 |
f9 |
f10 |
f11 |
f12 |
f13 |
f14 |
f15 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
Функции f0 и f15 представляют собой константы "0" и "1", а функции f3, f5, f10, f12 – соответственно повторение переменных а и b и их отрицание. Данные функции являются вырожденными относительно одного или сразу обоих из входящих в них аргументов.
Функция f1
называется конъюнкцией
переменных
(функцией совпадения, логическим
умножением, функцией "И") и
обозначается соединением переменных
с помощью одного из символов:
,
или &. Функция f1
полностью
совпадает с умножением в обычной алгебре
и принимает единичное значение только
в случае равенства единице обоих
аргументов а
и b.
Функция
f7
называется дизъюнкцией
(логическим сложением, функцией
"ИЛИ") и обозначается соединением
переменных с помощью одного из символов
или
(например:
).
Единичное значение функция f7
принимает только в случае истинности
хотя бы одного из утверждений а
и b.
Функция f14
называется отрицанием
конъюнкции
(инверсией
произведения, штрихом Шеффера,
функцией "И–НЕ").
На всех наборах аргументов данная
функция принимает значения, противоположные
функции f1,
и обозначается как
,
или
.
Функция f8
называется отрицанием
дизъюнкции
(инверсией
суммы, функцией "ИЛИ–НЕ", стрелкой
Пирса) и
обозначается как
,
или
.
Функция принимает значения, противоположные
f7.
Функция f9
носит
название функции равнозначности
(эквивалентности) переменных
и
,
обозначается соединением переменных
с помощью одного из символов ~,
≡,
(например,
).
Единичное значение данная функция
принимает только в случае равенства
входящих в нее аргументов.
Функция f6
называется функцией
неравнозначности (неэквивалентности,
сложением по модулю 2, альтернативой,
исключающим ИЛИ)
и обозначается при помощи символов:
,
,
,
.
На всех наборах аргументов функция
принимает значения, противоположные
функции f9.
Функция
f13
называется
импликацией от
к
и
обозначается как
или
.
Функция
f2
представляет собой запрет (отрицание)
импликации и обозначается
как
или
.
Функции f11 и f4 аналогичны по значению функциям f13 и f2 и отличаются от них расположением аргументов.
