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一种逻辑函数的立体化简演示用具及立体化简方法


技术摘要:
本发明公开一种逻辑函数的立体化简演示用具及立体化简方法,所述立体化简演示用具包括透明的立方体盒子外壳和若干透明小立方体,盒子外壳的上盖盖合盒子外壳主体上,透明小立方体按横行竖列按位置摆放在盒子外壳内部,透明小立方体分为有色透明小立方体和无色透明小立  全部
背景技术:
逻辑函数的化简是逻辑代数中的重要概念,是数字逻辑电路分析与设计过程的重 要步骤。目前的逻辑函数化简方法主要包括公式化简法、卡诺图化简法、Q-M化简法等。其中 卡诺图化简法是在平面表格中化简逻辑函数的方法。用大表格表示逻辑函数,用其中每个 小方格表示每个逻辑函数对应的最小项。卡诺图化简法用几何位置相邻的方法表示逻辑函 数中逻辑相邻的最小项,然后可以合并多个逻辑相邻的最小项为一项,最终将逻辑函数化 简为最简与或表达式。 现有的卡诺图化简法是在平面结构的表格图形中进行化简,仅仅对于四变量以内 的逻辑函数的化简较为直观形象,对于五、六变量的逻辑函数,卡诺图中最小项的逻辑相邻 性已不易判断,需要通过对称或平移后相重合的方法才能判断,画图以及对图形的识别都 变得相当复杂,失去了它直观的优越性。所以现有卡诺图化简的技术存在“仅仅适用于变量 个数较少的逻辑函数的化简”的缺点。
技术实现要素:
针对现有技术中的不足之处,本发明提供一种逻辑函数的立体化简演示用具及立 体化简方法。 为了达到上述目的,本发明技术方案如下: 一种逻辑函数的立体化简演示用具,包括透明的立方体盒子外壳和若干透明小立方 体,盒子外壳的上盖盖合盒子外壳主体上,便于将透明小立方体摆放在盒子外壳内部,透明 小立方体按横行竖列按位置摆放,透明小立方体分为有色透明小立方体和无色透明小立方 体,分别用以表示不同状态值的逻辑函数最小项。 进一步的,所述盒子外壳各棱边旁边可以印制上各轴向所代表的变量。 本发明还提供了一种逻辑函数的立体化简方法,包括以下步骤: 1)将需要化简的逻辑函数分解为“最小项之和”的标准与或式形式; 2)打开立体化简演示用具上盖,在盒子中对应每个最小项的空间位置上,在表示逻辑 值为“1”的位置上摆放带有色透明小立方体,在表示逻辑值为“0”的位置上摆放无色透明小 立方体,即用立体化简演示用具盒子表示出该逻辑函数; 3)透过透明的盒子外壳和透明的内部小立方体,可以观察出各逻辑值为“1”的立方体 们的相邻情况,由于立体化简演示用具中根据逻辑相邻的循环码顺序规定了各最小项的摆 放位置,因此观察出来的有色透明小立方体的相邻关系即是逻辑函数各最小项之间的逻辑 相邻关系; 4)把全部有色透明小立方体即逻辑值为“1”的各最小项,相邻位置用相邻最小项合并 3 CN 111554156 A 说 明 书 2/2 页 化简的方法表示出来,即得到逻辑函数化简后的最简与或式逻辑表达式。 有益效果:相对于现有的卡诺图化简方式只适用于平面结构,仅仅可以方便地化 简四变量以内逻辑函数,本发明的立体化简演示用具实现了逻辑函数的立体化简法,1)可 以方便地化简六变量以内逻辑函数,扩充了可以化简的逻辑函数的变量个数;2)如果采用 平面结构的卡诺图化简法化简六变量逻辑函数的难度和方法,则该立体化简演示用具可以 化简九变量以内逻辑函数,对可化简的逻辑函数变量个数有明显提高。 附图说明 图1为本发明的结构示意图; 图2为本发明的实物模拟图。
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