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$f = p + p \cdot q \cdot r + \bar{p} \cdot \bar{q}$
$= p \cdot 1 + p \cdot (q \cdot r) + \bar{p} \cdot \bar{q}$ (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。