逻辑代数中的基本运算

时间:2023-03-11来源:佚名

在数字电路中,二进制数码0和1不仅可以表示数量的大小,而且可以表示两种不同的逻辑状态。例如,用“1”和“0”分别表示事情的“是”与“非”,电压的“高”与“低”,开关的“通”与“断”,电灯的“亮”与“灭”等。这种只有两种对立逻辑状态的逻辑关系称为二值逻辑。

在客观世界中,事情的发展变化通常都存在着一定的逻辑关系,描述客观事物之间逻辑关系的数学方法称为逻辑代数。由于英国数学家乔治·布尔(Georoge boole)最先创立了逻辑代数的数学方法,因此又称为布尔代数。布尔代数广泛应用于解决开关电路和数字逻辑电路的分析和实际中,故又称为开关代数,

逻辑代数中,也有变量和常量之分。和普通代数比较,逻辑代数中的常量称为逻辑常数,只有0和1两个逻辑常量。逻辑代数中的变量称为逻辑变量,也用英文字母表示,逻辑变量的取值只有0和1两个值。在逻辑代数中。0和1不表示数值的大小,而表示事物的两种不同的逻辑状态。

逻辑代数的基本运算由3种:与、或、非运算。还有由基本运算复合而成的复合运算,常用的由与非、或非、与或非、异或、同或运算等。

1、基本逻辑运算

(1)逻辑与

只有决定一件事情的条件全部具备之后,这件事情才会发生,否则不发生。这种逻辑关系称为逻辑与的关系。逻辑与的运算符号是“·”,也可以省略。在图1(a)所示电路中,开关A、B与灯Y串联连接,如果开关的闭合状态用“1”表示,断开状态用“0”表示,灯亮的状态用“1”表示,灯灭的状态用“0”表示,则开关与灯之间的逻辑关系可以用图1(b)表示,称为逻辑真值表。

逻辑代数中的基本运算
图1 逻辑与

由逻辑直值表可知,逻辑与的关系是:输入有0,输出为0;输入全1,输出为1。

逻辑与的表达式为

逻辑代数中的基本运算 (1)

在数字电路中能实现与与运算的电路称为与门电路,其逻辑图形符号如图1(c)、(d)所示。图1(c)所示为国标符号,图1(d)所示为美国标准符号。

如果串联开关的数量为n个,逻辑与的表达式可以推广到多个变量的一般形式,即

逻辑代数中的基本运算 (2)

(2)逻辑或

当决定一件事情的几个条件中,只要有一个或一个以上条件具备,这件事情就会发生,这种逻辑关系称为逻辑或的关系。逻辑或的符号是“ ”,不能省略。

再图2(a)所示电路中,开关A与B并联连接,当开关A和B其中一个闭合的条件下,灯Y就亮,则灯与开关A、B之间是逻辑或的关系。

逻辑代数中的基本运算

图2 逻辑或

如果开关的闭合状态用“1”表示,断开状态用“0”表示,灯亮的状态用“1”表示,灭的状态用“0”表示,则开关与灯的逻辑关系可以用图2(b)表示。

由逻辑真值表可知,逻辑或的关系式:输入有1,输出为1;输入全0,输出为0.

逻辑或的表达式

逻辑代数中的基本运算 (3)

在数字电路中能实现或运算的电路成为或门电路,其逻辑图形符号如图2(c)、(d)所示。图2(c)所示为国标符号,图2(d)所示为美国标准符号。

如果串联开关的数量为n个,逻辑或的表达式可以推广到多个变量的一般形式,即

逻辑代数中的基本运算 (4)

(3)逻辑非

某事情的发生与否,仅取决于一个条件,而且是对该条件的否定。即条件具备时事情不发生;条件不具备时事情才发生。这样的逻辑关系称为逻辑非。

图3(a)所示电路中,开关A与灯Y并联连接,当开关A闭合时,灯Y不亮,当开关A断开时,灯Y亮。则灯Y与开关A之间是逻辑非的关系。

如果开关的闭合状态用“1”表示,断开状态用“0”表示,灯亮的状态用“1”表示,灭的状态用“0”表示,则开关与灯之间的逻辑关系可以用图3(b)表示。

逻辑代数中的基本运算

图3 逻辑非

逻辑非的表达式为

逻辑代数中的基本运算 (5)

式中变量A上面的符号“—”表示对变量A求非运算。A成为原变量,逻辑代数中的基本运算称为反变量。

在数字电路中实现非运算的电路称为非门电路,其逻辑图形符号如图3(c)、(d)所示。图3(c)所示为国标符号,图3(d)所示为美国标准符号。

2、复合逻辑

任何复杂的逻辑运算电路都可以由这3种基本逻辑运算组合而成。在实际应用中为了减少逻辑门的数目,使数字电路的设计更为方便,还常使用其他几种逻辑运算。

(1)与非运算

与非是由与运算与非运算组合而成,如图4所示。

与非运算的逻辑式:

逻辑代数中的基本运算 (6)

图4(a)所示为真值表,图4(b)所示为国标符号,图5(c)所示为美国标准符号。

逻辑代数中的基本运算
图4 逻辑与非

(2)或非运算

或非是由或运算和非运算组合而成,如图5所示。

或非运算的逻辑是:

逻辑代数中的基本运算 (7)

图5(a)所示为真值表,图5(b)所示为国标符号,图5(c)所示为美国标准符号。

逻辑代数中的基本运算

图5 逻辑或非

(3)异或

异或是一种二变量逻辑运算,当两个变量取值相同时,逻辑函数值为0;当两个变量取值不同时,逻辑函数值为1。异或的逻辑真值表和相应逻辑门的符号如图6所示。

异或运算的逻辑式:

逻辑代数中的基本运算 (8)

图6(a)所示为真值表,图6(b)所示为国标符号,图6(c)所示为美国标准符号。

逻辑代数中的基本运算

图6 逻辑异或

(4)同或

同或是异或的反运算,当两个变量取值相同时,逻辑函数值为1;当两个变量取值不同时,逻辑函数值为0。同或的逻辑真值表和相应的逻辑门的符号如图7所示。

同或运算的逻辑式:

逻辑代数中的基本运算逻辑代数中的基本运算 (9)

图7(a)所示为真值表,图7(b)所示为国标符号,图7(c)所示为美国标准符号。

逻辑代数中的基本运算

图7 逻辑同或

相关阅读

变频器控制方式

低压通用变频输出电压为 380 ~ 650V ,输出功率为 0.75 ~ 400kW ,工作频率为 0 ~ 400Hz ,它的主电路都采用交  直  交电路。其控制方式经历了以下四代。 1. U/f=C 的正弦脉宽调制(...
2023-03-21

电磁阀控制箱接线电路

在以前的视频中,已经介绍了很多关于控制的电路,相信大家在看了我的视频后,会很快理解控制电路。 现在我们接直介绍下面的电路,这是电磁阀控制箱的接线电路,准备一个转换开...
2023-05-11
电磁阀控制箱接线电路

用电安全要点要求

1、除持证的电气 专业人员外,其余人一律不得随意乱动或私自修理车间内的电气设备和设施。 2、电气设备不得带故障运行;任何电气设备在未验明无电之前,一律认为有电,不要盲目...
2023-03-21

家庭装修电路布线如何施工?老电工手把手教你开关插座安装方法

电路改造是重要的隐蔽工程之一,在施工中,电路改造的工序比较复杂,很容易会出现一些安全隐患,因此电路改造施工过程必须严格按规范进行。很多朋友在装修的时候没有考虑到入...
2023-06-11

电流继电器控制绕线转子异步电动机转子串电阻启动线路

如图所示是电流继电器控制绕线转子异步电动机转子串电阻启动线路。 它根据电动机转子电流的大小变化, 利用电流继电器控制串联电阻的切除, 把启动电流控制在一定范围内, 提高...
2023-07-05
电流继电器控制绕线转子异步电动机转子串电阻启动线路

热销商品

加厚abs安全帽电工建筑工地程施工领导监理透气防砸头盔可印字V型

这款加厚ABS安全帽专为电工、建筑工地施工人员、领导及监理设计,采用高强度ABS工程塑料,抗冲击、防砸性能优异,有效保障头部安全。帽体加厚设计,增强耐用性与防护等级...
5.8

欧普led筒灯3w孔灯超薄桶灯吊顶天花灯过道嵌入式洞灯客厅5w

欧普LED筒灯是一款高品质嵌入式照明产品,适用于客厅、过道、吊顶等多种场景。采用优质LED光源,提供3W和5W两种功率选择,光线柔和均匀,显色指数高,有效还原真实色彩。超...
7.45

水口钳高硬度模型剪钳电子钳工业级口水剪斜嘴钳偏口斜口专用钳子

水口钳高硬度模型剪钳是一款工业级精密工具,专为电子、模型制作及精细作业设计。采用优质高碳钢材质,经热处理工艺打造,具备卓越的硬度和耐磨性,可轻松剪切金属引脚、...
4.8

170电子剪钳II 如意斜口钳 工业斜嘴钳水口钳 模型剪塑胶钳尖嘴钳

170电子剪钳II如意斜口钳是一款专业级精密工具,集工业斜嘴钳、水口钳、模型剪、塑胶钳与尖嘴钳功能于一体,适用于电子维修、模型制作、手工艺及精密作业。其采用优...
4.5

安全帽国标工地加厚施工领导透气安全头盔建筑工程监理免费印字

本款安全帽严格遵循国家GB 2811-2019标准,专为建筑工程、工地施工及监理人员设计。采用高强度ABS工程塑料,加厚壳体有效抗冲击,保障头部安全。帽体轻盈透气,内置可调...
10

网站栏目