一种逻辑函数的立体化简演示用具的制作方法

本实用新型属于数字电子技术领域，具体涉及一种逻辑函数的立体化简演示用具。

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，本实用新型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，本实用新型技术方案如下：

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在盒子外壳主体上，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印制上各轴所代表的变量。

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，本实用新型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为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的实物模拟图。

图中，1-盒子外壳，2-透明小立方体，3-上盖。

具体实施方式

以下参照具体的实施例来说明本实用新型。本领域技术人员能够理解，这些实施例仅用于说明本实用新型，其不以任何方式限制本实用新型的范围。

一种逻辑函数的立体化简演示用具，如图1和图2所示，以六变量逻辑函数为例，包括透明的立方体盒子外壳1，盒子外壳1各棱边旁边印制上各轴所代表的变量；盒子外壳1内部设有四横四纵四层排列的共计六十四块透明小立方体2，盒子外壳1的上盖3盖合在盒子外壳主体上，便于摆放其内部的透明小立方体2，透明小立方体分为有色透明小立方体2a和无色透明小立方体2b，分别用以表示不同状态值的逻辑函数最小项。其立体化简方法，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。演示结果如图2所示。

具体的，盒子外壳的材质采用亚克力玻璃、或普通玻璃、或人造水晶板等这类透明板材，以便从外部观察到内部的结构布局。

具体的，透明小立方体的材质采用人造水晶块、玻璃块。

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