English · PDF 464
| $f = p + p \cdot q \cdot r + \bar{p} \cdot \bar{q}$ | ||
|---|---|---|
| $= p \cdot 1 + p \cdot (q \cdot r) + \bar{p} \cdot \bar{q}$ | (单位元, $p \cdot 1 = p$ ,以及结合性) | |
| $= p \cdot (1 + (q \cdot r)) + \bar{p} \cdot \bar{q}$ | (分配律, $p \cdot (1 + (q \cdot r)) = p \cdot 1 + p \cdot (q \cdot r)$ ) | |
| $= p \cdot 1 + \bar{p} \cdot \bar{q}$ | (单位元, $1 + (q \cdot r) = 1$ ) | |
| $= p + \bar{p} \cdot \bar{q}$ | (单位元, $p \cdot 1 = p$ ) | |
| $= (p + \bar{p}) \cdot (p + \bar{q})$ | (分配律, $p + (\bar{p} \cdot \bar{q}) = (p + \bar{p}) \cdot (p + \bar{q})$ ) | |
| $= 1 \cdot (p + \bar{q})$ | (互补律, $p + \bar{p} = 1$ ) |
也就是说,
$$f = p + \bar{q}$$ (单位元, $1 \cdot (p + \bar{q}) = p + \bar{q}$ )
例 6.8 一台机器包含三个保险丝 p、q 和 r。希望这样安排它们:如果 p 熔断,则机器停止;但如果 p 未熔断,则只有当 q 和 r 都熔断时机器才停止。推导所需的保险丝电路。
解答 在此情况下,我们可以把保险丝视为开关,其中 '1' 表示保险丝完好(电流通过),'0' 表示保险丝熔断(电流不通过)。于是我们面临的问题是:根据电路的需求描述来设计电路。为此,我们首先将给定的需求转换为真值表形式的逻辑规范。由此写出表示该机器的布尔函数。然后可以利用开关电路的代数规则对其进行化简,以确定最简单的合适电路。
用 $f$ (即, $f = 1$ 表示机器正在运行,而 $f = 0$ 表示机器已停止),图 6.15 的真值表总结了状态 $f$ 与各个熔断器状态之间的关系。我们从最后两列可以看到,当机器处于以下三个状态中的任意一个时,它正在运行:
$$p \cdot q \cdot r$$ 或 $p \cdot q \cdot \bar{r}$ 或 $p \cdot \bar{q} \cdot r$
因此它可以用布尔函数表示为
$$f = p \cdot q \cdot r + p \cdot q \cdot \bar{r} + p \cdot \bar{q} \cdot r$$
化简该表达式得到
| $f = (p \cdot r) \cdot (q + \bar{q}) + p \cdot q \cdot \bar{r}$ | (分配律) |
|---|---|
| $= p \cdot r + p \cdot q \cdot \bar{r}$ | (互补律) |
| $= p \cdot (r + q \cdot \bar{r})$ | (分配律) |
| $= p \cdot ((r + q) \cdot (r + \bar{r}))$ | (分配律) |
| $= p \cdot (r + q) \cdot 1$ | (互补律) |
| $= p \cdot (r + q)$ | (同一律) |
因此,三个保险丝的合适布局如图 6.16 所示。
在这个简单例子中,我们本可以直接根据问题描述画出所需的布局。然而,它说明了在处理更复杂问题时可以采用的步骤。