卡诺图怎么化简
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卡诺图是逻辑函数的一种图形表示。一个逻辑函数的卡诺图就是将此函数的最小项表达式中的各最小项相应地填入一个方格图内,此方格图称为卡诺图。
卡诺图的构造特点使卡诺图具有一个重要性质:可以从图形上直观地找出相邻最小项。两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个变量。
中文名
卡诺图
外文名
Karnaugh map
本质
逻辑函数
表现形式
图形
化简最多变量
6
快速
导航
历史
性质
函数
变量
变量填入
化简函数
表示
合并规律
概述
卡诺图是逻辑函数的一种图形表示。卡诺图是一种平面方格图,每个小方格代表逻辑函数的一个最小项,故又称为最小项方格图。方格图中相邻两个方格的两组变量取值相比,只有一个变量的取值发生变化,按照这一原则得出的方格图(全部方格构成正方形或长方形)就称为卡诺方格图,简称卡诺图。[1]
结构特点
卡诺图中最小项的排列方案不是唯一的,变量的坐标值0表示相应变量的反变量,1表示相应变量的原变量,变量的取值变化规律按“循环码”变化[1] 。各小方格依变量顺序取坐标值,所得二进制数对应的十进制数即相应最小项的下标i。
在五变量卡诺图中,为了方便省略了符号“m”,直接标出m的下标i 。
共18张
卡诺图
归纳起来,卡诺图在构造上具有以下两个特点:
☆ n个变量的卡诺图由2^n个小方格组成,每个小方格代表一个最小项;
☆ 卡诺图上处在相邻、相对、相重位置的小方格所代表的最小项为相邻最小项。
可以从图形上直观地找出相邻最小项。两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个变量。[2]
历史
组合电路逻辑关系的图形表示法可以追溯到英国逻辑学家约翰·维恩(John Venn)1881年发明的在集合论中处理集合间逻辑关系的文氏图(Venn diagram),赫尔姆·哈斯(Helmut Hasse)有效地利用Vogt在1895年用过的哈斯图(Hasse diagram)来表示序理论中的有限偏序集,爱德华·维奇(Edward W. Veitch)在1952年将维恩图中的圆形改画成矩形而发明了维奇图(Veitch diagram)。但这些图都不如美国贝尔实验室的电信工程师莫里斯·卡诺(Maurice Karnaugh)在1953年根据维奇图改进的卡诺图(Karnaugh map)或K图(K-map)在数字逻辑、故障诊断等许多领域中应用广泛。[2]
性质
卡诺图的构造特点使卡诺图具有一个重要性质:可以从图形上直观地找出相邻最小项合并。合并的理论依据是并项定理AB+AB反=A。例如,
根据定理AB+AB反=A和相邻最小项的定义,两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个互反变量。例如,4变量最小项ABCD和ABC反D相邻,可以合并为ABD;A反BCD和A反BC反D相邻,可以合并为A反BD;而与项A反BD和ABD又为相邻与项,故按同样道理可进一步将两个相邻与项合并为BD。
用卡诺图化简逻辑函数的基本原理就是把上述逻辑依据和图形特征结合起来,通过把卡诺图上表征相邻最小项的相邻小方格“圈”在一起进行合并,达到用一个简单“与”项代替若干最小项的目的。
通常把用来包围那些能由一个简单“与”项代替的若干最小项的“圈”称为卡诺圈。[3]
卡诺图的构造特点使卡诺图具有一个重要性质:可以从图形上直观地找出相邻最小项。两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个变量。
中文名
卡诺图
外文名
Karnaugh map
本质
逻辑函数
表现形式
图形
化简最多变量
6
快速
导航
历史
性质
函数
变量
变量填入
化简函数
表示
合并规律
概述
卡诺图是逻辑函数的一种图形表示。卡诺图是一种平面方格图,每个小方格代表逻辑函数的一个最小项,故又称为最小项方格图。方格图中相邻两个方格的两组变量取值相比,只有一个变量的取值发生变化,按照这一原则得出的方格图(全部方格构成正方形或长方形)就称为卡诺方格图,简称卡诺图。[1]
结构特点
卡诺图中最小项的排列方案不是唯一的,变量的坐标值0表示相应变量的反变量,1表示相应变量的原变量,变量的取值变化规律按“循环码”变化[1] 。各小方格依变量顺序取坐标值,所得二进制数对应的十进制数即相应最小项的下标i。
在五变量卡诺图中,为了方便省略了符号“m”,直接标出m的下标i 。
共18张
卡诺图
归纳起来,卡诺图在构造上具有以下两个特点:
☆ n个变量的卡诺图由2^n个小方格组成,每个小方格代表一个最小项;
☆ 卡诺图上处在相邻、相对、相重位置的小方格所代表的最小项为相邻最小项。
可以从图形上直观地找出相邻最小项。两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个变量。[2]
历史
组合电路逻辑关系的图形表示法可以追溯到英国逻辑学家约翰·维恩(John Venn)1881年发明的在集合论中处理集合间逻辑关系的文氏图(Venn diagram),赫尔姆·哈斯(Helmut Hasse)有效地利用Vogt在1895年用过的哈斯图(Hasse diagram)来表示序理论中的有限偏序集,爱德华·维奇(Edward W. Veitch)在1952年将维恩图中的圆形改画成矩形而发明了维奇图(Veitch diagram)。但这些图都不如美国贝尔实验室的电信工程师莫里斯·卡诺(Maurice Karnaugh)在1953年根据维奇图改进的卡诺图(Karnaugh map)或K图(K-map)在数字逻辑、故障诊断等许多领域中应用广泛。[2]
性质
卡诺图的构造特点使卡诺图具有一个重要性质:可以从图形上直观地找出相邻最小项合并。合并的理论依据是并项定理AB+AB反=A。例如,
根据定理AB+AB反=A和相邻最小项的定义,两个相邻最小项可以合并为一个与项并消去一个互反变量。例如,4变量最小项ABCD和ABC反D相邻,可以合并为ABD;A反BCD和A反BC反D相邻,可以合并为A反BD;而与项A反BD和ABD又为相邻与项,故按同样道理可进一步将两个相邻与项合并为BD。
用卡诺图化简逻辑函数的基本原理就是把上述逻辑依据和图形特征结合起来,通过把卡诺图上表征相邻最小项的相邻小方格“圈”在一起进行合并,达到用一个简单“与”项代替若干最小项的目的。
通常把用来包围那些能由一个简单“与”项代替的若干最小项的“圈”称为卡诺圈。[3]
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