chapter 6 logic circuit and boolean alebra

Upload: chanon-chanon

Post on 07-Jul-2018

222 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    1/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    96

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    สาระการเรยนร   

    1. สมการลอจก 2. ตารางคาความจรง 3. ลอจกเกต 4. การเขยนสมการพชคณตจากวงจรลอจก 5. การเขยนวงจรลอจกจากสมการพชคณต 6. การสรางตารางคาความจรงเพ อหาเอาตพตของสมการลอจก 7. วงจรเชงจัดหม  

    1. สมการลอจก (logic expression)

    การทางานของระบบดจตอล สามารถอธบายได โดยใชสมการพชคณตลอจก (logic equation) ซ งประกอบดวย ตัวแปรลอจก (logic variable) เปนตัวแปรท รับคาเพยงสองคา หรอเรยกอกอยางหน งวา ตัวแปรสองสถานะ (Bi-State variable) โดยมขอกาหนดคอ สามารถมสถานะไดเพยงสองสถานะเทาน ัน และจะอย  ในสถานะใดสถานะหน งเทาน ัน จะอย พรอมกันทั งสองสถานะในเวลาเดยวกันไม ได สถานะดังกลาวอาจแทนความหมายตาง ๆ เชน เปด-ปด, สง-ต า, หน ง-ศนย เปนตน 

    ตัวกระทาทางลอจก (logic operators)

    เปนตัวรับเอาตัวแปรลอจกมาดาเนนการเพ อใหไดผลลัพธ  โดยผลลัพธท  ไดข นอย กับชนดของตัวกระทาและสถานะของตัวแปรลอจกท ถกกระทา เขยนแทนดวย ไดอะแกรมไดดังภาพ 

    ภาพท  1 บลอกไดอะแกรมของตัวกระทาทางลอจก 

    ตัวแปรอนพท 1 ตัว สามารถทาใหเกดสถานะท แตกตางกันได 2 กรณ เชน ตัวแปร A มสถานะท แตกตางกันได 2 กรณ คอ A = 0 หรอ A = 1 เม อเพ มจานวนตัวแปรอนพทเปน 2 ตัว เชน A และ Bสถานะท แตกตางกันจะเพ มเปน 4 กรณ หรอ 22 กรณ คอ A = 0, B = 0 หรอ A = 0, B = 1 หรอ A = 1,B = 0 และ A = 1, B = 1

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    2/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    97

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ดังน ันถามตัวแปรอนพทจานวน n ตัว จะสถานะท แตกตางกันทั งหมด 2n  กรณ  ตัวกระทาทางลอจก

    พ นฐานไดแก AND, OR, NOT, NAND, NOR, XOR และ XNOR

    2. ตารางคาความจรง เปนตารางท แสดงความสัมพันธระหวางตัวแปรลอจกอนพทและเอาทพทท เปนไปไดทั งหมดท เกดจาก

    สมการลอจก ตารางคาความจรงจะประกอบดวย คาสถานะของตัวแปรลอจกทางดานอนพทท เปนไปไดทั งหมด ซ งมคาเทากับ 2n กรณ เม อ n คอ จานวนตัวแปรลอจกดานอนพท และสถานะของตัวแปรลอจกดานเอาทพทท เกดจากการกระทาทางลอจกระหวางตัวแปรทางดานอนพทคาตางๆ 

     Truth table สาหรับตัวแปรอนพท 2 ตัว ซ งแสดงความสัมพันธระหวางตัวแปรอนพท A, B และ

    เอาทพท Y ดังแสดงในตัวอยางท  1

    ตัวอยางท  1  ใหเขยนตารางคาความจรงของสมการลอจกท มตัวแปรอนพต 1, 2 และ 3 ตัวแปรตามลาดับ 

    เชน สมการลอจก Y = AB + AB เขยนแทนดวย truth table ไดดังน  

    3. ลอจกเกต (Logic Gate)คออปกรณอเลกทรอนกสท มการทางานเหมอนสวตช (switch) น ันคอ มสถานะ 

    เปล ยนแปลงไปมาไดเพยง 2 สถานะ โดยใชระดับแรงดันไฟฟาในการแทนสถานะของตัวแปรลอจก โดย

    แรงดันไฟฟาสง (High : H) และแรงดันไฟฟาต า (Low : L) ลอจกเกตพ นฐานท ควรศกษาไดแก 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    3/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    98

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    3.1 AND Gate

    การกระทา AND จะใหเอาทพทออกมาเปนลอจก 1 หรอแรงดัน H เม อตัวแปรอนพทมสถานะเปนลอจก 1 หรอมแรงดัน H ทั งหมด การ AND แสดงดวยสัญลักษณ ⋅ ระหวางตัวแปรลอจก การ ANDระหวางตัวแปร A และ B แสดงดวยสมการลอจกเปน 

    Y = f(A, B ) = A⋅B

    เม อ Y คอ เอาทพทท  ไดจากการ AND และการกระทา AND แสดงไดดังบลอกไดอะแกรม (ภาพท  2)

    ภาพท  2 บลอกไดอะแกรมของการกระทา AND

    3.2 OR Gateการกระทา OR จะใหเอาทพทออกมาเปนลอจก 0 หรอแรงดัน L เม อตัวแปรอนพทมสถานะเปน

    ลอจก 0 หรอมแรงดัน L ทั งหมด

    การกระทา OR แสดงดวยสัญลักษณ + ระหวางตัวแปรลอจก การ OR ระหวางตัวแปร A และ Bแสดงดวยสมการลอจกเปน Y = f (A, B) = A+B 

    เม อ Y คอ เอาทพทท  ไดจากการ OR และการกระทา OR แสดงไดดังบลอกไดอะแกรม (ภาพท  3)

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    4/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    99

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ภาพท  3 บลอกไดอะแกรมของการกระทา OR 

    3.3 NOT Gate (Inverters)การกระทา NOT จะใหเอาทพทออกมาเปนลอจกท มสถานะตรงขามกับสถานะลอจกของตัวแปร

    อนพทการ NOT แสดงดวยสัญลักษณ ¯ เหนอตัวแปรลอจกอนพท เรยกวาเคร องหมาย complementหรอ Bar

    การกระทา NOT ของตัวแปร A แสดงดวยสมการลอจกเปน 

    Y = f (A) = A

    เม อ Y คอ เอาทพทท  ไดจากการ NOT และ การกระทา NOT แสดงไดดังบลอกไดอะแกรม (ภาพท  4)

    ภาพท  4 บลอกไดอะแกรมของการกระทา NOT

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    5/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    100

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    3.4 NAND Gate

    การกระทา NAND เกดจากการนาตัวแปรดานเอาทพทท ไดจากการกระทา AND มาผานการกระทา NOT ทาใหผลลัพธของตัวแปรท  ไดจากการกระทา NAND มสถานะตรงขามกับการกระทา ANDน ันคอ การกระทา NAND จะทาใหตัวแปรลอจกทางดานเอาทพทมสถานะเปน 0 เม อตัวแปรลอจกทางดานอนพทท เขาส การกระทา NAND มสถานะเปน 1 ทั งหมด เราสามารถอธบายการกระทา NAND โดยใชสมการลอจกดังน  

    Y = f(A,B ) = A⋅B

    เม อ A⋅B คอ ผลลัพธท  ไดจากการกระทา AND และ การกระทา NAND แสดงไดดังบลอกไดอะแกรม (ภาพท  5)

    ภาพท  5 บลอกไดอะแกรมของการกระทา NAND 

    3.5 NOR Gate

    เกดจากการนา inverter มาตอกับเกต “AND” ทาใหคาผลลัพธท  ไดจากเกตชนดน มคาตรงกันขามกับเกต “AND” และการกระทา NOR Gate แสดงไดดังบลอกไดอะแกรม (ภาพท  6)

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    6/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    101

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ภาพท  6 บลอกไดอะแกรมของการกระทา NOR Gate 

    3.6 Exclusive - OR Gateเปนการนาเกตพ นฐานมาประยกต ใชงาน จะใหผลลัพธเปน “1” เม ออนพตมคาตรงกันขามกัน 

    และการกระทา OR Gate แสดงไดดังบลอกไดอะแกรม (ภาพท  7) 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    7/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    102

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ภาพท  7 บลอกไดอะแกรมของการกระทา OR Gate 

    3.7 Exclusive – NOR Gate (XNOR Gate) 

    เกดจากการนา Inverter มาตอกับ XOR Gate ทาใหคาผลลัพธท  ไดเกตชนดน  มคาตรงกันขามกับXOR Gate ทันท ดังน ัน เกตชนดน จงมช อเรยกอกอยางหน งวา “Comparator” และการกระทา OR Gateแสดงไดดังบลอกไดอะแกรม (ภาพท  8)

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    8/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    103

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ภาพท  8 บลอกไดอะแกรมของการกระทา XOR Gate 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    9/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    104

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    4. การเขยนสมการพชคณตจากวงจรลอจก 

    การเขยนสมการพชณตจากวงจรลอจกจะใชหลักการพจารณารปวงจรลอจกทละสวน โดยเร มจากดานอนพต แลวพจารณาไปทางเอาตพตตามลาดับ แลวนาสมการในแตละเกตมารวมกันตามคณสมบัตของเกตน ัน ๆ ดังตัวอยาง 

    ตัวอยางท  2 ใหเขยนสมการพชคณตของวงจรลอจกตอไปน  

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    10/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    105

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    11/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    106

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    5. การเขยนวงจรลอจกจากสมการพชคณต 

    การเขยนวงจรลอจกจากสมการพชคณตน ันตองพจารณาถงสมการเปนสวน ๆ โดยเขยนจากสวนยอยไปหาสวนใหญ (ตัวอยางท  3)

    ตัวอยางท  3  ใหเขยนวงจรลอจกจากสมการพชคณตตอไปน  

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    12/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    107

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    6. การสรางตารางคาความจรงเพ อหาเอาตพตของสมการลอจก การเขยนตารางคาความจรงของสมการลอจกน ัน ตองพจารณาจานวนตัวแปรอนพต โดยกาหนดสถานะของอนพตเพยง 2 สถานะเทาน ัน คอ “0” และ “1” ดังน ัน ตารางคาความจรงจะมจานวนเอาตพตเปนเทาใด ข นอย กับจานวนอนพต คอ จะไดทั งหมด 2n เม อ n คอ จานวนอนพต 

    ตัวอยางท  4 ใหเขยนตารางคาความจรงของสมการพชคณตตอไปน  (1) Y = AB + AB โดยท มตัวแปรอนพต 2 ตัว ดังน ัน จงมเอาตพตทั งหมด 22 = 4 กรณ 

    (2) Y = AB + C มตัวแปรอนพต 3 ตัว ดังน ัน จงมเอาตพตทั งหมด 23 = 8 กรณ 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    13/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    108

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    (3) Y = B(A + B)(A + C) มตัวแปรอนพต 3 ตัว ดังน ัน จงมเอาตพตทั งหมด 23 = 8 กรณ 

    (4) Y = (A+ BC)C มตัวแปรอนพต 3 ตัว ดังน ัน จงมเอาตพตทั งหมด 23 = 8 กรณ 

    (5) Y = AB + CD มตัวแปรอนพต 3 ตัว ดังน ัน จงมเอาตพตทั งหมด 24 = 16 กรณ 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    14/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    109

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    7. วงจรเชงจัดหม  

    วงจรดจตอลจะประกอบดวยการนาเกตตาง ๆ มาตอรวมกันใหสามารถทางานไดตามขอมลท เขา ไปทางอนพต โดยทั วไปแลวจะมสองประเภท คอ 1. วงจรเชงจัดหม  (combination logic circuits) เปนวงจรท สถานะทางเอาตพตข นอย กับสถานะ

    ทางอนพตหรอวงจรคอมไบเนชัน2. วงจรเชงลาดับ (sequential logic circuits) วงจรท เอาตพตจะข นอย กับสัญญาณนาฬกาทาง

    อนพตดวยสมการลอจกเกตและวงจรลอจกเกตของวงจรแบบ combination logic มจานวนลอจกเกตท ตอ

    อย  ในวงจรเปนจานวนมาก สงผลใหวงจรท สรางไดมขนาดใหญ ทา ใหย งยากตอการสรางและทา ใหตนทน ในการผลตสง นอกจากน ยังทา ใหการวเคราะหวงจรเปนไปอยางยากลาบาก การลดรปสมการลอจกเกตใหมรปแบบท งายและประหยัด (minimization) จงเปนวธท  ใช ในการแกปญหาดังกลาว ซ งจะสงผลใหวงจรลอจกท สรางไดมจานวนลอจกเกตลดลง ลดตนทนในการผลต และทาใหการวเคราะหงายข น  ในสวนน จะกลาวถงวธ ในการลดรปวงจรลอจกเกตท สาคัญกอน 2 วธ ไดแก การลดรปโดยใชพชคณต (boolean algebra) และการใชแผนผัง Kanaugh (Kanaugh Map หรอ K’s Map) 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    15/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    110

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    7.1 Boolean Algebra Method

    เปนพชคณตท  ใชอธบายความสัมพันธของตัวแปรแบบลอจก โดยอาศัยตัวดาเนนการทางลอจกตางๆ คนพบ โดยนักคณตศาสตรชาวอังกฤษ จอรช บล (George Boole, 1815-1864) กฎของพชคณตบลน(Law of Boolean Algebra) ท สาคัญไดแก 

    1. กฎการตรงกันขาม (Complement Law) A⋅  A = 0 A + A =1

    2. คณสมบัตของศนย 0⋅  A = 0 0 + A = A

    3. คณสมบัตของหน ง 

    1⋅ 

     A =1 1+ A =14. กฎการสลับท  (Commutative Laws)

     A + B = B + A AB = BA

    5. กฎการจัดหม  ( Associative Laws) A + (B + C) = (A + B) + C

     A(BC) = (AB)C

    6. กฎการกระจาย (Distributive Law) A(B + C) = AB + AC

     A+ (BC) = (A+ B)(A+C)7. กฎของเอกลักษณ (Identify Law)

     A+ A+.... = A AA.... = A

    8. กฎการลบลาง (Negation) A = A A = A

    9. กฎการลดทอน (Redundancy Law) A+ AB = A A+ AB = A+ B

     A(A+ B) = A A(A+ B)= AB

    10. ทฤษฎของดมอรแกน (Demorgan’s Theorems)  A+ B = AB AB = A+ B

    จากกฎพ นฐานของพชคณตเหลาน  เราสามารถนาไปชวยในการลดรปของสมการลอจกได ทาใหวงจรลอจกท  ไดมขนาดเลกลง และตนทนในการผลตต า ทั งยังสงผลใหสามารถทางานไดรวดเรวข นเน องจากสัญญาณอนพตผานลอจกเกตจานวนนอยกอนการเกดเปนสัญญาณเอาทพต 

    ตัวอยางการใช Boolean Algebra เพ อหาวงจรไฟฟาท เหมอนกัน แต ใชจานวนเกตนอยกวาพจารณาตารางคาความจรงสาหรับสมการลอจก AB + BC   ในภาพ a และสมการลอจก A(B + C)   ในภาพb ซ งไดจากการลดรปสมการลอกจกโดยใช Boolean Algebra (ภาพท  9)

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    16/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    111

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ภาพท  9 การลดรปสมการลอกจกโดยใช Boolean Algebra 

    ตัวอยางท  5  ใหลดรปสมการพชคณตลอจกตอไปน  

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    17/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    112

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    7.2 รปแบบมาตรฐานของสมการลอจก (standard form of logic expression)สมการลอจก มรปแบบมาตรฐาน 2 แบบคอ ผลรวมของผลคณ (Sum of Products Equation,

    SOP) และ ผลคณของผลรวม (Product of Sum Equation, POS)7.2.1 สมการลอจกแบบผลรวมของผลคณ (Sum of Products Equation, SOP) 

    เปนการแสดงคาผลคณของพชคณตลอจกของตัวแปรตั งแตสองตัวข นไปดวยฟงกชัน AND (เรยกไดวาเปน“Product Term”) แลวนาผลคณแตละสวนมารวมกันโดยใชฟงกชัน OR เชน 

    Y = f (A, B, C, D) = AB + ABC + ABCD (a)

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    18/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    113

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    Product Term ท เกดจาการ AND กันของตัวแปรทกตัวแปรท เก ยวของในสมการ

    เรยกวา “Minterm” สมการท มทกเทอมเปน Minterm เรยกสมการน วา “Canonical Sum” สมการ (a) ประกอบดวย Minterm เพยงเทอมเดยวคอ ABCD สวนอก 2 เทอม คอ AB  

    และ ABC   ไมเปน Minterm เน องจากมตัวแปรไมครบ ดังน ัน สมการ (a) จงไมเปน Canonical Sumตัวอยางเชน สมการลอจกของ 3 ตัวแปรแบบ SOP ท เปน Canonical Sum ไดแก สมการ ( b)  

     y = f(A, B, C) = ABC + ABC ABC + ABC (b)

    สมการลอจกจะประกอบดวย Minterm ก เทอมก ได โดยท จานวน Minterm สงสด = 2n

     เม อ n คอ จานวนตัวแปรทั งหมดของสมการ 

    สมการลอจกท อย ในรป Canonical Sum สามารถเขยนแทนดวยเลขฐานสอง (BinaryCode) โดยมขอตกลงดังน  

    Uncomplement Variable เชน A, B, C,... เขยนแทนดวย 1Complement Variable เชน A, B, C,... เขยนแทนดวย 0

    นอกจากน  ยังสามารถเขยน Minterm ในรปของ Minterm Number โดยแทนดวยตัวอักษรยอ miเม อ i คอ เลขฐานสบท มคาเทากับ Binary Code ของ Minterm น ัน จากสมการ (b) เราสามารถเขยนMinterm ในรปแบบตาง ๆ ไดดังตาราง 

    ดังน ัน สมการลอจกของ 3 ตัวแปร เขยนไดเปน  f (A,B,C)  = 011+100 +101+111 หรอ  f(A,B,C)  =Σ m(3,4,5,7)  และสามารถเขยนตารางคาความจรงของสมการลอจกแบบ SOP ขางตน ไดดังน  

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    19/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    114

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    จากตารางคาความจรง จะเหนวา Minterm ท  ใหผลลัพธเปนลอจก 1 คอ Minterm ท เก ยวของในสมการลอจก ดังน ัน เราสามารถเขยนสมการลอจกแบบ SOP ของ Minterm ไดจากการรวม Minterm ท  ใหผลลัพธเปนลอจก 1 จากตารางคาความจรง 

    สมการลอจกแบบ SOP ท จะเปนสมการแบบ Canonical sum น ัน ตองเปนสมการลอจกท  ในแตละเทอมมตัวแปรครบทกตัวเทาน ันการเปล ยนสมการ SOP ทั วไปเปนสมการมาตรฐาน ทาได โดย “คณ

    เทอมท ตัวแปรยังไมครบดวยตัวแปรท ขาดหายไป และมคาลอจกเปน 1 เชน ( A+ A)” 

    ตัวอยางท  6 สมการใดตอไปน เปนสมการ SOP แบบ Canonical sum

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    20/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    115

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    7.2.2 สมการลอจกแบบผลคณของผลรวม (Product of Sum Equation, POS)

    เปนการแสดงคาผลรวมของพชคณตลอจกของตัวแปรตั งแตสองตัวข นไปดวยฟงกชันOR (

    เรยกไดวาเปน “Sum Term”) แลวนาผลคณแตละสวนมาคณกันโดยใชฟงกชัน AND ดัง สมการ ( c  )  

     y = f(A,B,C) = (A + B)(A + B + C) (c)

    Sum Term ท เกดจาการ OR กันของตัวแปรทกตัวแปรท เก ยวของในสมการ เรยกวา “Maxterm” สมการท มทกเทอมเปน Maxterm เรยกวา “Canonical Product” 

    สมการ (c) ประกอบดวย Maxterm เพยงเทอมเดยวคอ (  A + B + C)  สวนอกเทอม คอ (A + B)   ไมเปน Maxterm เน องจากมตัวแปรไมครบ ดังน ัน สมการ ( c)  จงไมเปน Canonical Product

    ตัวอยางเชน สมการลอจกของ 3 ตัวแปรแบบ POS ของ Maxterm แสดงไดเปน \

     y = f(A, B, C) = (A + B + C)(A + B + C)(A + B + C)(A + B + C) (d)

    สมการลอจกจะประกอบดวย Maxterm ก เทอมกได โดยท จานวน Maxterm สงสด = 2n เม อ nคอ จานวนตัวแปรทั งหมดของสมการ 

    สมการลอจกท อย ในรป Canonical Prodict สามารถเขยนแทนดวยเลขฐานสอง (Binary Code) โดยมขอตกลงดังน  

    Uncomplement Variable เชน A, B, C,... เขยนแทนดวย 1Complement Variable เชน A, B, C,... เขยนแทนดวย 0

    นอกจากน  ยังสามารถเขยน Maxterm ในรปของ Maxterm number โดยแทนดวยตัวอักษรยอMi เม อ i คอ เลขฐานสบท มคาเทากับ binary code ของ Maxterm น ัน และจากสมการ ( d)  เราสามารถเขยน Maxterm ในรปแบบตาง ๆ ไดดังตาราง 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    21/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    116

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ดังน ัน สมการลอจกของ 3 ตัวแปร เขยนไดเปน  f (A, B, C) = (000)(010)(011)(100)

    หรอ  f (A, B, C) = Π  M(0,2,3,4)

    และสามารถเขยนตารางคาความจรงของสมการลอจกแบบ POS ขางตน ไดดังน  

    จากตารางคาความจรงจะเหนวา Maxterm ท  ใหผลลัพธเปนลอจก 0 คอ Maxterm ท เก ยวของในสมการลอจก ดังน ันสามารถเขยนสมการลอจกแบบ POS ของ Maxterm ไดจากการรวม Maxterm ท  ใหผลลัพธเปนลอจก 0 จากตารางคาความจรง 

    สมการลอจกแบบ POS ท จะเปนสมการในรปแบบมาตรฐานน ัน ตองเปนสมการลอจกท  ในแตละเทอมมตัวแปรครบทกตัวเทาน ันการเปล ยนสมการ POS ทั วไปเปนสมการมาตรฐาน ทาได โดย “บวกเทอมท ตัวแปรยังไมครบดวยตัวแปรท ขาดหายไป และมคาลอจกเปน 0 เชน (  AA)   โดยจัดรปแบบดวยคณสมบัต 

     A + BC= (A+B)(A+C)  

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    22/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    117

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ตัวอยางท  7 สมการใดตอไปน เปนสมการ POS แบบ Canonical product

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    23/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    118

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ตัวอยางท  8  ใหเขยนฟงกชันและตารางคาความจรงของสมการตอไปน  

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    24/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    119

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    25/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    120

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    7.2.3 การแปลงรประหวาง SOP และ POSการแปลงรประหวาง SOP และ POS สามารถทาได โดยอาศัยกฎของพชคณตบลน 

    ดังตอไปน   SOP  POS A+BC = (A+B)(A+C)

    POS   SOP A(B+C) = AB+AC

    ตัวอยางท  9 สมการลอจกใดเปนสมการแบบ SOP หรอ POS โดยมเง อนไข คอ หากเปนแบบ SOP ใหแปลงเปน POS และหากเปน POS ใหแปลงเปน SOP

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    26/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    121

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    จากตัวอยางขางตนจะเหนวา วธการน เปนวธการท ย งยากและไมเหมาะสมกับสมการท มความซับซอน วธการท นยมนามาใชในการแปลงรปสมการ คอ การขยายสมการลอจกใหเปน Canonical sumหรอ Canonical product กอน จงทาการแปลงรปตามข ันตอนดังตอไปน  

    1. สมการลอจกตองอย  ในรป Canonical sum หรอ Canonical product เทาน ัน 

    2. หาจานวนเทอมสงสดของสมการลอจก จานวนเทอมสงสดของสมการลอจก = 2n เม อ n คอจานวนตัวแปรของสมการ 

    3. แปลงรประหวาง Maxterm และ Minterm โดยตรง โดยเขยนเฉพาะเทอมท  ไมม ในอก รปแบบหน งเทาน ัน ทั งน จานวนเทอมทั งหมดจะตองไมเกนจานวนเทอมในขอท  2

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    27/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    122

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร อ.ดร.พัฒนพงษ วันจันทก 

    ตัวอยางท  10 สมการลอจกใดตอไปน เปนสมการแบบ SOP หรอ POS โดยมเง อนไข คอ หากเปนแบบ

    SOP ใหแปลงเปน POS และหากเปน POS ใหแปลงเปน SOP

  • 8/19/2019 Chapter 6 Logic Circuit and Boolean Alebra

    28/28

    บทท  6 วงจรทางตรรกะและพชคณตบลน(Logic Circuit and Boolean Algebra) 

    123

    เอกสารประกอบการสอนวชาความร  พ นฐานทางวทยาการคอมพวเตอร 

    แบบฝกหัด 

    1. จงเขยนตารางคาความจรงและลอจกเกต (Logic Gate)1.1 X = (AB) + (CA)1.2 X = [ A + (B + C)]B1.3 X = A(B+C) + B(A+C)

    2. ลดทอนรปสมการตอไปน  โดยใชทฤษฎบลน 2.1 Y = ABC[AB+C(BC+AC)]2.2 Y = AB + BC(B + C)

    2.3 Y = (B+BC)(B+BC)(B+D)3. พสจนสมการตอไปน และเขยนตารางคาความจรงของ A + B(A + C) + AC = A + BC4. จงลดทอนสมการตอไปน  6 คะแนน 

    4.1 f(A,B,C) = AB + CD4.2 f(A,B,C) = ABC+ AC + ABC4.3 f(A,B,C) = A+BC+AB

    5. จงเขยนตารางคาความจรงและลอจกเกต (Logic Gate) 20 คะแนน 5.1 Y = ABC[AB+C(BC+AC)]5.2 Y = AB + BC(B + C)5.3 Y = (A+BC)(B+D)5.4 Y = R(PQ + PR)5.5 Y = C(A+C) + {BC(A+B)}