EJERCICIO 11
Se tiene un sistema digital cuya función canónica es:
f = m0+m1+m2+m4+m8+m10
Indique la expresión más simplificada mediante Karnaugh:
a) CA+DBA+DCB
b) CBA+DCA+DCB
c)
d)
Exprese la función en sumas canónicas o Maxterms:
a) f = M3M5M6M7M9M11M12M13M14M15
b) f = M0M1M2M4M8M10
c) f = M12M10M9M8M6M4M3M2M1M0
d) f = M15M14M13M11M7M5
SOLUCIÓN:
La función lógica del enunciado viene expresada canónicamente como suma de minterms:
f = m0+m1+m2+m4+m8+m10
Una función lógica se puede expresar mediante dos formas canónicas:
a) Suma de minterms.
b) Producto de maxterms.
a) Los minterms son el producto de todas las entradas, asociando la variable natural (A,B,C,D) si toma el valor 1 en la tabla de verdad y negada si toma el valor 0. Se representa por mi los productos canónicos, con "i" igual al valor decimal de la combinación binaria que se obtiene al sustituir por 1 las variables que aparecen (en el producto canónico) en forma natural y por 0 a las que lo hacen en forma negada. En la siguiente tabla tenemos los minterms para cuatro entradas A, B, C y D.
b) Los Maxterms son la suma de todas las entradas, asociando la variable negada si toma el valor 1 en la tabla de verdad y sin negar (A,B,C,D) si toma el valor 0. Se representa por M i las sumas canónicas, con "i" igual significado que en los productos canónicos. En la siguiente tabla tenemos los Maxterms para cuatro entradas A, B, C y D.
D | C | B | A | Maxterms | minterms |
---|---|---|---|---|---|
0 |
0 |
0 |
0 |
M15= ![]() |
m0= ![]() |
0 |
0 |
0 |
1 |
M14= ![]() |
m1= ![]() |
0 |
0 |
1 |
0 |
M13= ![]() |
m2= ![]() |
0 |
0 |
1 |
1 |
M12= ![]() |
m3= ![]() |
0 |
1 |
0 |
0 |
M11= ![]() |
m4= ![]() |
0 |
1 |
0 |
1 |
M10= ![]() |
m5= ![]() |
0 |
1 |
1 |
0 |
M9= ![]() |
m6= ![]() |
0 |
1 |
1 |
1 |
M8= ![]() |
m7= ![]() |
1 |
0 |
0 |
0 |
M7= ![]() |
m8= ![]() |
1 |
0 |
0 |
1 |
M6= ![]() |
m9= ![]() |
1 |
0 |
1 |
0 |
M5= ![]() |
m10= ![]() |
1 |
0 |
1 |
1 |
M4= ![]() |
m11= ![]() |
1 |
1 |
0 |
0 |
M3= ![]() |
m12= ![]() |
1 |
1 |
0 |
1 |
M2= ![]() |
m13= ![]() |
1 |
1 |
1 |
0 |
M1= ![]() |
m14= ![]() |
1 |
1 |
1 |
1 |
M0= ![]() |
m15= ![]() |
El mapa de Karnaugh es la tabla de verdad dispuesta de otra manera: en una tabla colocamos las combinaciones de las entradas D y C en una columna y las de B y A en la fila. Las combinaciones de D y C no pueden cambiar de estado lógico las dos a la vez en dos filas consecutivas del mapa y tampoco las de B y A..
DC | BA | 00 |
01 |
11 |
10 |
---|---|---|---|---|---|
00 |
m0 |
m1 |
m3 |
m2 |
|
01 |
m4 |
m5 |
m7 |
m6 |
|
11 | m12 |
m13 |
m15 |
m14 |
|
10 | m8 |
m9 |
m11 |
m10 |
En las posiciones de los minterms que aparecen en la expresión de la función lógica f = m0+m1+m2+m4+m8+m10 se pone un 1 y en las demás 0. Simplificación: seleccionamos los "1"s del mapa de tal manera que los asociemos adyacentes en potencias de 2 ( 1, 2, 4, 8, etc), con las asociaciones más grandes posibles y la menor cantidad de ellas, sin dejar ningún "1" sin seleccionar. Los "1"s pueden pertenecer a varias asociaciones y las dos columnas (y filas) de los extremos son adyacentes entre sí.
En las asociaciones elegidas las entradas que cambian de estado se eliminan de la combinación: En lo cuatro unos de las esquinas cambian D y B: En los dos uno horizontales cambia A. En los dos unos verticales cambia C: |
Por tanto f = , es decir la opción d) del enunciado.
Para poner la función en sumas canónicas o Maxterms podemos utilizar la tabla de verdad.
f = m0+m1+m2+m4+m8+m10
|
Los minterms que aparecen en la expresión de f son un 1 en la tabla de verdad de la función. Los Maxterms que aparecerán en la expresión de la función son aquellos que corresponden a un 0 en la tabla de verdad de f . Por tanto: c) f = M12M10M9M8M6M4M3M2M1M0 |