ch02-1逻辑代数与硬件描述语言基础.pptx

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1、2.逻辑代数与硬件描述语言基础逻辑代数与硬件描述语言基础2.1 2.1 逻辑代数的基本定理逻辑代数的基本定理和规则和规则2.2 2.2 逻辑函数表达式的形式逻辑函数表达式的形式2.3 2.3 逻辑函数的代数化简法逻辑函数的代数化简法 2.42.4 逻辑辑函数逻辑辑函数的卡诺图化简法的卡诺图化简法2.5 2.5 硬件描述语言硬件描述语言Verilog HDLVerilog HDL基础基础 教学基本要求教学基本要求1 1、熟悉逻辑代数常用基本定律、恒等式熟悉逻辑代数常用基本定律、恒等式和规则。和规则。4 4、熟悉硬件描述语言、熟悉硬件描述语言Verilog HDL2 2、掌握逻辑代数的表示方法；、

2、掌握逻辑代数的表示方法；3 3、掌握逻辑代数的变换和卡诺图化简法；、掌握逻辑代数的变换和卡诺图化简法；2.1.1 逻辑代数的基本定律和恒等式逻辑代数的基本定律和恒等式2.1 逻辑代数的基本定理和规则逻辑代数的基本定理和规则2.1.2 逻辑代数的基本规则逻辑代数的基本规则2.1 逻辑代数的基本定理和规则逻辑代数的基本定理和规则 逻辑代数逻辑代数又称布尔代数又称布尔代数。它是分析和设计现代数字逻辑电它是分析和设计现代数字逻辑电路不可缺少的数学工具。逻辑代数有一系列的定律、定理和路不可缺少的数学工具。逻辑代数有一系列的定律、定理和规则，用于对表达式进行处理，以完成对逻辑电路的化简、规则，用于对表达式

3、进行处理，以完成对逻辑电路的化简、变换、分析和设计。变换、分析和设计。逻辑关系指的是事件产生的条件和结果之间的因果关系。逻辑关系指的是事件产生的条件和结果之间的因果关系。在数字电路中往往是将事情的条件作为输入信号，而结果用在数字电路中往往是将事情的条件作为输入信号，而结果用输出信号表示。条件和结果的两种对立状态分别用逻辑输出信号表示。条件和结果的两种对立状态分别用逻辑“1”和和“0”表示。表示。1 1、基本公式基本公式交换律：交换律：A+B=B+AA B=B A结合律：结合律：A+B+C=(A+B)+C A B C=(A B)C 分配律：分配律：A+BC=(A+B)(A+C)A(B+C)=AB

4、+AC A 1=AA 0=0A+0=AA+1=10、1律：律：A A=0A+A=1互补律：互补律：2.2.1.11.1逻辑代数的基本定律和恒等式逻辑代数的基本定律和恒等式重叠律重叠律：A+A=AA A=A吸收律吸收律 其它常用恒等式其它常用恒等式 ABACBCAB+ACABACBCDAB+AC反演律反演律(摩根定理摩根定理)：AB=A+B A+B=A B2、基本公式的证明基本公式的证明列出等式、右边的函数值的真值表列出等式、右边的函数值的真值表(真值表证明法真值表证明法)100 1 1100 1 0111 0 100+0=001 0 0A+ABA BA A B0+1=11+0=11+0=1A+

5、B例例 证明证明例例：试化简下列逻辑函数试化简下列逻辑函数L L=(A+B)(A+B)2.1.2 逻辑代数的基本规则逻辑代数的基本规则 1.1.代入规则代入规则 ：在包含变量在包含变量A逻辑等式中，如果用另一逻辑等式中，如果用另一个函数式代入式中所有个函数式代入式中所有A的位置，则等式仍然成立。这一规的位置，则等式仍然成立。这一规则称为代入规则。则称为代入规则。例例：B(A+C)=BA+BC，用用A+D代替代替A，得得B(A+D)+C =B(A+D)+BC=BA+BD+BC代入规则可以扩展所有基本公式或定律的应用范围代入规则可以扩展所有基本公式或定律的应用范围对于任意一个逻辑表达式对于任意一个

6、逻辑表达式L，若将其中所有的与（，若将其中所有的与（）换成）换成或（或（+），或（），或（+）换成与（）换成与（）；原变量换为反变量，反变）；原变量换为反变量，反变量换为原变量；将量换为原变量；将1换成换成0，0换成换成1；则得到的结果就是原；则得到的结果就是原函数的反函数。函数的反函数。2.2.反演规则：反演规则：例例2.1.1 试求试求 的非函数的非函数解：按照反演规则，得解：按照反演规则，得 例例:逻辑函数逻辑函数 的对偶式为的对偶式为3.3.对偶规则：对偶规则：当某个逻辑恒等式成立时，则该恒等式两侧的对偶式也相等。当某个逻辑恒等式成立时，则该恒等式两侧的对偶式也相等。这就是对偶规则。利

7、用对偶规则，可从已知公式中得到更多的这就是对偶规则。利用对偶规则，可从已知公式中得到更多的运算公式，例如，吸收律运算公式，例如，吸收律对于任何逻辑函数式，若将其中的与（对于任何逻辑函数式，若将其中的与（）换成或（）换成或（+），或），或（+）换成与（）换成与（）；并将）；并将1换成换成0，0换成换成1；那么，所得的新的；那么，所得的新的函数式就是函数式就是L的对偶式，记作的对偶式，记作 L。例例:利用利用香香农展开定理展开定理将将3变量量函数函数变为2变量函数，将量函数，将变量量A分解分解出来。出来。L(A,B,C)=AB+BC+AC4.4.香农展开定理：香农展开定理：可以减少函数自变量的数目，降低函数的复杂度。可以减少函数自变量的数目，降低函数的复杂度。