- •Введение
- •1. Основы алгебры логики
- •1.1. Задание функций алгебры логики
- •1.2. Операции алгебры логики
- •1.2.1. Операция отрицание
- •1.2.3. Операция конъюнкция
- •1.2.4. Операция стрелка Пирса
- •1.2.5. Операция штрих Шеффера
- •1.2.6. Операция исключающее ИЛИ
- •1.2.7. Операция сложение по модулю два
- •1.2.8. Операция эквиваленция
- •1.2.9. Операция импликация
- •1.2.10. Операция запрет
- •1.2.11. Другие операции
- •1.3. Функционально полные системы
- •1.4. Свойства операций алгебры логики
- •1.4.1. Свойства операции отрицание
- •1.4.2. Свойства операций конъюнкция и дизъюнкция
- •1.4.3. Свойства операций штрих Шеффера и стрелка Пирса
- •1.4.4. Свойства остальных операций
- •1.5. Аналитическая запись функций алгебры логики
- •1.5.1. Дизъюнктивные нормальные формы
- •1.5.2. Конъюнктивные нормальные формы
- •1.6. Частично заданные функции
- •1.7. Упражнения
- •2. Логические элементы
- •3. МИНИМИЗАЦИЯ ФУНКЦИЙ АЛГЕБРЫ ЛОГИКИ
- •3.1. Метод Квайна
- •3.1.1. Алгоритм метода Квайна
- •3.1.2. Модернизация Мак-Класки метода Квайна
- •3.1.3. Модернизация Нельсона метода Квайна
- •3.1.4. Минимизация частично заданных функций методом Квайна
- •3.1.5. Упражнения
- •3.2. Метод карт Карно
- •3.2.1. Построение карт Карно
- •3.2.2. Минимизация с помощью карт Карно
- •3.2.3. Минимизация частично заданных функций картами Карно
- •3.2.4. Нахождение МКНФ
- •3.2.5. Упражнения
- •3.3. Совместная минимизация функций алгебры логики
- •3.3.1. Совместная минимизация методом общих простых импликант
- •3.3.2. Совместная минимизация методом доопределения частично заданных функций
- •3.3.3. Упражнения
- •4. Комбинационные схемы
- •4.1. Преобразователи кодов
- •4.1.1. Синтез преобразователей кодов
- •4.1.2. Схемы управления 7-сегментными индикаторами
- •4.1.3. Упражнения
- •4.2. Дешифраторы и шифраторы
- •4.2.1. Схемотехника построения дешифраторов
- •4.2.2. Схемотехника построения шифраторов
- •4.2.3. Применение дешифраторов и шифраторов
- •4.2.4. Упражнения
- •4.3. Мультиплексоры и демультиплексоры
- •4.3.1. Мультиплексоры
- •4.3.2. Синтез функций на мультиплексорах
- •4.3.3. Демультиплексоры
- •4.3.4. Упражнения
- •4.4. Сумматоры и схемы сравнения
- •4.4.1. Сумматоры
- •4.4.2. Схемы сравнения
- •4.4.3. Упражнения
- •5. Экспериментальная часть
- •5.1. Синтез и анализ схем с помощью лабораторного макета
- •5.1.1. Описание макета
- •5.1.2. Порядок синтеза и анализа схем
- •5.2. Синтез и анализ цифровых схем в Micro-Cap
- •5.2.1. Описание программы Micro-Cap
- •5.2.2. Синтез схем с помощью Micro-Cap
- •5.2.3. Анализ цифровых схем с помощью Micro-Cap
- •5.2.4. Порядок выполнения работы в Micro-Cap
- •5.3. Примерные задания лабораторных работ
- •6. Библиографический Список
Комбинационные схемы
ственно не равную 1, можно записать в СКНФ. Для этого нужно выписать макстермы тех наборов, на которых функция равна 0, и объединить их знаками конъюнкции. Например, для следующей функции:
г(й,ц,у)ъР(0,2,6) |
(1.54) |
нужно выписать макстермы наборов 0, 2, 6
г(й,ц,у)ъ(ймцму)с(ймыму)с(фмыму); (1.55)
это и есть СКНФ данной функции.
Минимальной КНФ (МКНФ) называется КНФ, содержащая наименьшее операций дизъюнкция и конъюнкция по сравнению с другими КНФ данной функции. У функции может быть несколько МКНФ.
1.6. Частично заданные функции
Если функция алгебры логики определена на всех возможных наборах значений ее аргументов, то она называется полностью заданной. Однако при синтезе цифровых устройств достаточно часто возникает ситуация, когда на некоторых наборах значение функции является безразличным. Такие функции называются не полностью определенные или частично заданные функции. Наборы, на которых функция не определена, называются запрещенными наборами, а в таблице истинности на данных наборах ставится символ * (табл. 1.19).
Это не означает какого-то третьего состояния, это значит, что значение функции на данном наборе неважно, поэтому вместо * можно поставить и 0, и 1. Данное обстоятельство можно использовать при минимизации функций с целью уменьшения числа операций и упрощения схемы устройства.
|
|
|
|
|
Табл. 1.19 |
N |
x1 |
x2 |
x3 |
f |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
0 |
1 |
0 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
0 |
1 |
1 |
0 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
1 |
0 |
0 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
5 |
1 |
0 |
1 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
1 |
1 |
0 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
7 |
1 |
1 |
1 |
* |
|
|
|
|
|
|
|
В числовом задании для частично заданных функций отдельно указывают номера наборов, на которых функция не определена:
г(й,ц,у)ър(1,4,5)ь(6,7) |
(1.56) |
г(й,ц,у)ъР(0,2,3)Ь(6,7) |
(1.57) |
19
Цифровая схемотехника
1.7. Упражнения
1. Выразить операцию исключающее ИЛИ (для 3-х аргумен-
тов) в базисе стрелка Пирса.
2. Выразить операцию эквиваленция (для 3-х аргументов) в ба-
зисе штрих Шеффера.
3. Выразить операцию штрих Шеффера в базисе запрет и кон-
станта 1.
4. Выразить операцию сложение по модулю два в базисе им-
пликация и константа 0.
5. Записать СДНФ функции, заданной в числовом виде
г(й,ц,у,к)ър(1,4,5,7,9,13).
6. Записать СКНФ функции, заданной в числовом виде
г(й,ц,у,к)ъР(0,2,6,9,14,15).
7. Записать СДНФ и СКНФ частично заданной функции, у которой все запрещенные наборы доопределены нулями
г(й,ц,у,к)ър(1,4,5,8,12,13)ь(6,7,15) .
8. Записать СДНФ и СКНФ той же частично заданной функции, у которой все запрещенные наборы доопределены единицами.
20