逻辑函数化简方法
03第二章-2 卡诺图化简逻辑函数
m0 与 m1 、 m2 逻辑相邻。
三变量卡诺图
四变量卡诺图
圆柱面
m0 与 m1 m2 m4 m1 与 m0 m3 m5
球面
均为逻辑相邻 均为逻辑相邻
m0 与 m1 m2 m4 m8 均为逻辑相邻 m1 与 m0 m3 m5 m9 均为逻辑相邻
(1) 在卡诺图构成过程中，变量的 取值按格雷码的顺序排列。 二变量卡诺图
格雷码：相邻两个代码之间只有一位发生变化
B0 A
1
0 m0 m1
1 m2 m3
平面表格
(2) 卡诺图两侧标注的数值代表 的二进制数对应的十进制数即为 格中对应的最小项编号。 (3) 几何位置相邻的最小项也是 逻辑相邻项。 (4) 卡诺图是上下、左右闭合的 图形。
二、用卡诺图表示逻辑函数
由于任何一个逻辑函数都能表示为若干最小 项之和的形式，所以自然也就可以用卡诺图表示 逻辑函数了。 1、逻辑函数→卡诺图 (1) 最小项法 ① 将逻辑函数化为最小项表达式； ② 在卡诺图上与这些最小项对应的位 置上填入1，在其余位置填入0或不填。 这样就得到了表示该逻辑函数的卡诺图。
例1：
Y = ABC + ABC ′ + AB′ = AB(C + C ′) + AB′ = AB + AB′ = A
例2
ABC + A′ + B′ + C ′ ′ = ABC + ( ABC ) = 1 A′BC ′ + AC ′ + B′C ′
例3
= A′BC ′ + ( A + B′)C ′ ′ = A′BC ′ + ( A′B ) C ′ = C ′
逻辑函数化简方法
逻辑函数化简方法
逻辑函数化简是将复杂的逻辑函数简化为更简洁的形式的过程。
以下是常见的逻辑函数化简方法：
1. 真值表方法：通过构造逻辑函数的真值表，观察不同输入值下函数值的变化规律来推导简化逻辑函数的形式。
2. 化简定律：通过逻辑运算的各种定律来对逻辑函数进行化简，常见的包括德摩根定律、分配律、结合律、交换律等。
3. 卡诺图方法：利用卡诺图来进行逻辑函数的化简。
卡诺图是一种用来表示逻辑函数的图表，通过观察卡诺图的模式，可以找到逻辑函数的最小项和最大项，并将其化简为更简单的形式。
4. 斯芬克斯化简方法：适用于较复杂的逻辑函数。
斯芬克斯化简方法是一种将逻辑函数分解为多个子函数，并利用分解后的子函数进行化简的方法。
这些方法可以单独使用，也可以结合使用，根据具体情况选择合适的方法来进行逻辑函数的化简。
逻辑函数的公式化简法
逻辑函数的公式化简法
公式化简法的原理就是反复使用规律代数的基本公式和常用公式消去函数式中多余的乘积项和多余的因式，以求得函数式的最简形式。
公式化简法没有固定的步骤。
现将常常使用的方法归纳如下：
一、并项法
二、汲取法
利用公式A+AB=A，汲取掉（即除去）多余的项。
A和B同样也可以是任何一个简单的规律式。
【例】试用汲取法化简下列规律函数：
三、消项法利用公式AB+ C+BC=AB+ C及AB+ C+BCD=AB+ C，将BC或BCD消去。
其中A、B、C、D都可以是任何简单的规律式。
【例】用消项法化简下列规律函数：
四、消因子法利用公式A+B=A+B，可消去多余的因子。
A、B均可以是任何简单的规律式。
【例】试用消因子法化简下列规律函数
五、配项法1、依据基本公式A+A=A可以在规律函数式中重复写入某一项，有时能获得更加简洁的化简结果。
2、依据基本公式A+=1，可以在函数式中乘以（A+ ），然后拆成两项分别与其他项合并，有时能得到更加简洁的化简结果。
在化简简单的规律函数时，往往需要敏捷、交替地运用上述方法，才能得到最终的化简结果。
【例】化简规律函数。
逻辑函数化简公式大全
逻辑函数化简公式大全逻辑函数化简是在布尔代数中常用的一种方法，它通过应用逻辑运算规则和布尔代数定律，将复杂的逻辑函数简化为更简洁的形式。
这种简化可以减少逻辑电路的复杂性，提高计算机系统的效率。
以下是一些常见的逻辑函数化简公式大全：1. 与运算的化简：- 与运算的恒等律：A∧1 = A，A∧0 = 0- 与运算的零律：A∧A' = 0，A∧A = A- 与运算的吸收律：A∧(A∨B) = A，A∧(A∧B) = A∧B- 与运算的分配律：A∧(B∨C) = (A∧B)∨(A∧C)- 与运算的交换律：A∧B = B∧A2. 或运算的化简：- 或运算的恒等律：A∨1 = 1，A∨0 = A- 或运算的零律：A∨A' = 1，A∨A = A- 或运算的吸收律：A∨(A∧B) = A，A∨(A∨B) = A∨B- 或运算的分配律：A∨(B∧C) = (A∨B)∧(A∨C)- 或运算的交换律：A∨B = B∨A3. 非运算的化简：- 非运算的双重否定律：(A) = A- 非运算的德摩根定律：(A∧B) = A∨B，(A∨B) = A∧B4. 异或运算的化简：- 异或运算的恒等律：A⊕0 = A，A⊕1 = A- 异或运算的自反律：A⊕A = 0- 异或运算的结合律：A⊕(B⊕C) = (A⊕B)⊕C- 异或运算的交换律：A⊕B = B⊕A5. 条件运算的化简：- 条件运算的恒等律：A→1 = 1，A→0 = A- 条件运算的零律：A→A' = 0，A→A = 1- 条件运算的反转律：A→B = A∨B- 条件运算的分配律：A→(B∧C) = (A→B)∧(A→C)这些公式是逻辑函数化简中常用的基本规则，通过灵活应用它们，可以将复杂的逻辑表达式简化为更简单的形式。
使用这些规则，我们可以提高逻辑电路的效率和简洁性，并降低硬件成本。
逻辑函数的化简方法
( A BC ) ( A BC ) ( A B C D)
A BC
三、消去法：
A AB A B
[例 1. 2. 9] Y AB AC BD
A B AC BD A B C D
3. 变量卡诺图的特点：用几何相邻表示逻辑相邻 (1) 几何相邻：
相接 — 紧挨着 相对 — 行或列的两头 相重 — 对折起来位置重合
两个最小项只有一个变量不同
(2) 逻辑相邻：
化简方法： 逻辑相邻的两个最小项可以合并成一 项，并消去一个因子。
2、逻辑函数的图形化简法
1. 2. 2 逻辑函数的公式化简法
（与或式 一、并项法:
公式 定理
最简与或式）
AB AB A
[例 1. 2. 7] Y ABC ABC AB
AB AB B
[ 例]
Y ABC ABC ABC ABC
A ( BC B C ) A ( BC BC )
1. 2 逻辑函数的化简方法
1. 2. 1 逻辑函数的标准与或式和最简式 一、标准与或表达式 [例 1. 2. 1] Y F ( A ,B ,C ) AB AC
最简式
AB(C C ) AC ( B B)
ABC ABC ABC ABC
最小项
标准与 或式
标准与或式就是最小项之和的形式
ABC ABC A B C AB C D A B C D 与前面m0 ABCD ABC D ABC D ABC D m7 m6 m5 m4 相重 A B C D A B C D AB C D A B C D m1 m0 m8 m0
(完整版)逻辑函数的卡诺图化简法
第十章 数字逻辑基础补充：逻辑函数的卡诺图化简法1．图形图象法：用卡诺图化简逻辑函数，求最简与或表达式的方法。
卡诺图是按一定规则画出来的方框图。
优点：有比较明确的步骤可以遵循，结果是否最简，判断起来比较容易。
缺点：当变量超过六个以上，就没有什么实用价值了。
公式化简法优点：变量个数不受限制缺点：结果是否最简有时不易判断。
2．最小项（1）定义：是一个包括所有变量的乘积项，每个变量均以原变量或反变量的形式出现一次。
注意：每项都有包括所有变量，每个乘积它中每个变量出现且仅出项1次。
如：Y=F （A ，B ） （2个变量共有4个最小项B A B A B A AB ）Y=F （A ，B ，C ） （3个变量共有8个最小项C B A C B A C B A BC A C B AC B A C AB ABC ）结论： n 变量共有2n 个最小项。
三变量最小项真值表（2）最小项的性质①任一最小项，只有一组对应变量取值使其值为1： ②任意两个最小项的乘种为零； ③全体最小项之和为1。
（3）最小项的编号：把与最小项对应的变量取值当成二进制数，与之相应的十进制数，就是该最小项的编号，用m i 表示。
3．最小项表达式——标准与或式任何逻辑函数都可以表示为最小项之和的形式——标准与或式。
而且这种形式是惟一的，即一个逻辑函数只有一种最小项表达式。
例1．写出下列函数的标准与或式：Y=F(A,B,C)=AB+BC+CA 解：Y=AB(C +C)+BC(A +A)+CA(B +B)=ABC C B A ABC BC A ABC C AB +++++ =ABC C B A BC A C AB +++ =3567m m m m +++例2.写出下列函数的标准与或式：C B AD AB Y ++=解：))()(C B D A B A Y +++=（ ))((C B D B A ++= D C B C A B A B A +++=D C B A D C B A C B A C B A BC A ++++=D C B A D C B A D C B A D C B A D C B A D BC A BCD A ++++++=_ 8014567m m m m m m m ++++++= ＝）8,7,6,5,4,1,0(m ∑ 列真值表写最小项表达式。
1.1 逻辑函数的代数(公式)化简法
逻辑函数的代数（公式）化简法代数化简法的实质就是反复使用逻辑代数的基本公式和常用公式消去多余的乘积项和每个乘积项中多余的因子，以求得函数式的最简与或式。
因此化简时，没有固定的步骤可循。
现将经常使用的方法归纳如下：①吸收法：根据公式A+AB=A 可将AB 项消去，A 和B 同样也可以是任何一个复杂的逻辑式。
()F A A BC A BC D BC =+⋅⋅+++例：化简()()()()()()F A A BC A BC D BCA A BC A BC D BCA BC A BC A BC D A BC=+⋅⋅+++=+++++=+++++=+解:现将经常使用的方法归纳如下：②消因子法：利用公式A+AB=A +B 可将AB 中的因子A 消去。
A 、B 均可是任何复杂的逻辑式。
1F A AB BEA B BE A B E=++=++=++例：2()F AB AB ABCD ABCDAB AB AB AB CDAB AB AB ABCDAB AB CD=+++=+++=+++=++现将经常使用的方法归纳如下：③合并项法(1)：运用公式A B +AB=A 可以把两项合并为一项，并消去B 和B 这两个因子。
根据代入规则，A 和B 可以是任何复杂的逻辑式。
例：化简F BCD BCD BCD BCD=+++()()()()F BCD BCD BCD BCDBCD BCD BCD BCD BC D D BC D D BC BC B=+++=+++=+++=+=现将经常使用的方法归纳如下：③合并项法(2)：利用公式A+A=1可以把两项合并为一项，并消去一个变量。
例：1()1F ABC ABC BCA A BC BCBC BC =++=++=+=现将经常使用的方法归纳如下：③合并项法(2)：利用公式A+A=1可以把两项合并为一项，并消去一个变量。
例：2()()()()F A BC BC A BC BC ABC ABC ABC ABCAB C C AB C C AB AB A=+++=+++=+++=+=现将经常使用的方法归纳如下：例：1()()()()()(1)(1)()F AB AB BC BCAB AB C C BC A A BCAB ABC ABC BC ABC ABCAB ABC BC ABC ABC ABC AB C BC A AC B B AB BC AC=+++=+++++=+++++=+++++=+++++=++④配项法:将式中的某一项乘以A+A 或加A A ，然后拆成两项分别与其它项合并，进行化简。
逻辑函数的化简方法
一、公式法化简：是利用逻辑代数的基本公式，对函数进行消项、消因子。
常用方法有：①并项法利用公式AB+AB’=A 将两个与项合并为一个，消去其中的一个变量。
②吸收法利用公式A+AB=A 吸收多余的与项。
③消因子法利用公式A+A’B=A+B 消去与项多余的因子④消项法利用公式AB+A’C=AB+A’C+BC 进行配项，以消去更多的与项。
⑤配项法利用公式A+A=A，A+A’=1配项，简化表达式。
二、卡诺图化简法逻辑函数的卡诺图表示法将n变量的全部最小项各用一个小方块表示，并使具有逻辑相邻性的最小项在几何位置上相邻排列，得到的图形叫做n变量最小项的卡诺图。
逻辑相邻项：仅有一个变量不同其余变量均相同的两个最小项，称为逻辑相邻项。
1.表示最小项的卡诺图将逻辑变量分成两组，分别在两个方向用循环码形式排列出各组变量的所有取值组合，构成一个有2n个方格的图形，每一个方格对应变量的一个取值组合。
具有逻辑相邻性的最小项在位置上也相邻地排列。
用卡诺图表示逻辑函数：方法一：1、把已知逻辑函数式化为最小项之和形式。
2、将函数式中包含的最小项在卡诺图对应的方格中填1，其余方格中填0。
方法二：根据函数式直接填卡诺图。
用卡诺图化简逻辑函数：化简依据：逻辑相邻性的最小项可以合并，并消去因子。
化简规则：能够合并在一起的最小项是2n个。
如何最简：圈数越少越简；圈内的最小项越多越简。
注意：卡诺图中所有的1 都必须圈到，不能合并的1 单独画圈。
说明，一逻辑函数的化简结果可能不唯一。
合并最小项的原则：1）任何两个相邻最小项，可以合并为一项，并消去一个变量。
2）任何4个相邻的最小项，可以合并为一项，并消去2个变量。
3）任何8个相邻最小项，可以合并为一项，并消去3个变量。
卡诺图化简法的步骤：画出函数的卡诺图;画圈（先圈孤立1格；再圈只有一个方向的最小项（1格）组合）；画圈的原则：合并个数为2n；圈尽可能大（乘积项中含因子数最少）；圈尽可能少（乘积项个数最少）；每个圈中至少有一个最小项仅被圈过一次，以免出现多余项。
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A B AB A B AB YF( A ,B ),C( 3 变量共有 8 个最小项) ABC ABC ABC ABC ABC ABC AB C ABC
Y F(A ,B ,C),D( 4 变量共有 16 个最小项) ABCD ABCD ABCD … … ABCD ABCD
( n 变量共有 2n 个最小项)
2. 最小项的性质：
ABC
000 001 010 011 100 101 110 111
ABC ABC ABC ABC ABC ABC AB C ABC
1 0 0 0 0 0 00 0 1 0 0 0 0 00 0 0 1 0 0 0 00 0 0 0 1 0 0 00 0 0 0 0 1 0 00 0 0 0 0 0 1 00 0 0 0 0 0 0 10 0 0 0 0 0 0 01
二、吸收法： AA B A
[例 1. 2. 10] YA B A D B E A BA D B E AB
[例 1. 2. 11] YA BA CD B CD AB(AB)CD ABABCD AB AB
[例] YA A B(C A B C D )BC (A B) C (A B)(C A B C D )
BCACAB
或 BCA CACBC AB
冗余项
ABACBC [例 1. 2. 15] Y A B A B C C A B A C BC
ABAC BC 或 A B A C B C A B A C BC
ABACBC
综合练习：
Y A A C B B C E E D B C D E C A E E E (A A C B B C D C A ) B C D E(C B D A )B C D
m1
m0
m8
m0
m 7 m 6 m 5 m 4 m 1 m 0 m 8
m (0 ,1 ,4 ,5 ,6 ,7 ,8 )
二、逻辑函数的最简表达式及相互转换
核心
YABACBC最简与或式
最简 与非-与非式
AB AC
AB AC
最简或与非式 (AB)(AC)
最简与或非式 ABACBC 最简或与式 (AB)(AC)
1. 2 逻辑函数的化简方法
1. 2. 1 逻辑函数的标准与或式和最简式 一、标准与或表达式
YF( A ,B ),CABAC
A(C B C )A C (BB )
标准与
或式
A B A C C B A B C A B C
最小项
标准与或式就是最小项之和的形式
1. 最小项的概念： 包括所有变量的乘积项，每个变量均以原变量或 反变量的形式出现一次。
对应规律：原变量 1 反变量 0
ABC ABC ABC ABC ABC ABC AB C ABC
000 001 010 011 100 101 110 111
0123456
7
m0
m1 m2 m3 m4
m5
m6 m7
4. 最小项是组成逻辑函数的基本单元
任何逻辑函数都是由其变量的若干个最小项构成， 都可以表示成为最小项之和的形式。
[例] 写出下列函数的标准与或式：
YF(A ,B )A ,C BA C [解] YA(C B C )A C (B B )
AC B AB A B CC A BC
m6
m7
m1
m3
m 6m 7m 1m 3
或 m1,3,6,7
[例] 写出下列函数的标准与或式：
YAB AD BC(A B )(A D )(BC )
AB AC
最简或非-或式
最简或非-或非式
AB AC
1. 2. 2 逻辑函数的公式化简法 （与或式 公式 最简与或式）
定理
一、并项法: AB ABA [例 1. 2. 8] YAB A C C B A B
ABAB B [例] Y A B A B C C A C B A B C
A (B C B C )A (B C B C ) ABCA(BC) A
(1) 任一最小项，只有一组对应变量取值使其值为 1 ；
(2) 对任应意规两律个：最1小项的原乘变积量为 0 ；0 反变量
(3)A0全B0体1C最小项之A和BC为11。
ABC 101
ABC1
3. 最小项的编号： 把与最小项对应的变量取值当成二进制数，与之 相应的十进制数，就是该最小项的编号，用 mi 表示。
ABC
三、消去法： AABAB [例] YA BA CB C
AB(AB)C ABABCAB C
[例 1. 2. 13] YA BA BA B CABC
A(BBC )A(BB)C A(BC)A(BC) A BABA CAC ABABC
四、配项消项法： A B A C B C A B A C
[例] YB CA CA CBC AB
ABB B A A B AB A A B AB
AB0 1 0 m0 m1
1 m2 m3
AB0 1 0 1
2. 变量卡诺图的画法 三变量 的卡诺图：八个最小项
逻辑相邻：
逻逻辑辑不相相邻邻
两个最小项只有一个变量不同 BC
A 00 01 110 110
逻辑相邻的两个最小项可以 合并成一项，并消去一个因子。
C B E D E A E E B C D E (B C D )A E B C D
EB C D A EB C D E AEBCD E BCD
1. 2. 3 逻辑函数的图形化简法
一、逻辑变量的卡诺图(Karnaugh maps)
卡诺图： 最小项方格图(按循环码排列)
1. 二变量 的卡诺图(四个最小项)
(ABD)(BC) ABACBCD A B ( C C ) A C (B B ) B C D (A A )
A B A B C C A B C A B C D A B C D
A BC A D BD CA B CDA B CD
m7
ห้องสมุดไป่ตู้
m6
m5
m4
与前面m0
AB CDAB CDAB CDAB CD 相重
0 m0 逻m辑1 相m邻3 m2
如：
1 m4 m5 m7 m6
AB CABC A C
卡诺图的实质：
逻辑相邻
几何相邻
紧挨着 行或列的两头 对折起来位置重合
CD
四变量 的卡诺图： AB 00 01 11 10
十六个最小项
00 m0 m1 m3 m2
几
01 m4 m5 m7 m6
何
11 m12 m13 m15 m14