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布尔代数计算器

为了在线解决布尔代数表达式,可以使用布尔代数求解器。该工具可以帮助简化和求解表达式,提供详细的步骤和逻辑电路。它是一个用于学习和练习布尔代数的有用资源。

在我们的电路中,我们使用布尔代数简化方法,例如奎因-麦克拉斯基算法(Quine-McCluskey algorithm)来简化布尔表达式,并在显示屏上显示输出。它作为一个便携式计算器,可以即时简化布尔表达式。

1. 布尔代数计算器的特点

  • 便携
  • 快速
  • 低功耗
  • 低成本
  • 可靠

1.1 布尔代数计算器的方框图

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图 2.1 – 布尔表达式最小化计算器的方框图

1.2 方框图说明

上图展示了该项目的基本方框图。现在让我们详细讨论所有模块:

  1. 电源:可以定义为向一个或多个电气负载提供电能的设备。该术语最常用于将一种形式的电能转换为另一种形式的设备,尽管它也可以指将其他形式的能量(例如机械能、化学能、太阳能)转换为电能的设备。在我们的项目中,向单片机、LED、键盘和显示屏提供5伏直流电源。
  2. 单片机:使用ATMEGA 16L单片机用于自动化目的,作为项目的核心。它根据输入控制输出(显示屏)。阅读文章:单片机基础知识以获取有关单片机的基本知识。
  3. 显示屏:此处使用的显示屏是3个双色LED。LED的闪烁模式表示所需的最小化表达式。
  4. 键盘:在此项目中,使用一系列开关作为键盘,用于输入(最小项)表达式。键盘上的每个数字对应一个最小项。

2. 布尔代数计算器电路图

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布尔代数计算器电路图 – ElectronicsHub.Org

2.1 电路原理图

该电路是一个简单的三变量布尔表达式最小化器。它使用了在第1章中描述的奎因-麦克拉斯基算法。在此电路中,单片机起主要作用,它包含实现所描述算法的代码,并控制电路中的其他组件。

当电源开启时,一个LED会亮起,表示单片机已准备好接收输入。在此处,输入的布尔表达式以最小项之和(SOP)形式给出,即只能通过提供的键盘输入最小项。

键盘包含9个开关,其中8个开关分别对应一个最小项,第9个开关用作“下一个”按钮。输入表达式后,输入指示LED将熄灭,现在根据算法,单片机简化表达式,输入表示LED亮起,表示表达式已被最小化并显示出来。

显示屏由3个双色LED组成,其中绿光表示正常形式的变量,其余红光表示补码形式的变量,它们的顺序如电路图所示。

输出以一个最小项的形式显示,通过按下“下一个”按钮显示下一个最小项,到达简化表达式的最后一个最小项后,输入指示LED将熄灭,表示输出结束。几秒钟后,当单片机准备好接收下一个输入时,它将自动再次亮起。