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) C´BÁ´+D´CÁ´+D´C´B´

d) C´A´+D´B´A´+D´C´B´

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 no ABCD 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 no ABCD 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
m0= m0
0
0
0
1
M14=M1
m1=m1
0
0
1
0
M13=M2
m2= m2
0
0
1
1
M12=M3
m3= m3
0
1
0
0
M11=M4
m4= m4
0
1
0
1
M10=M5
m5=m5
0
1
1
0
M9=M6
m6= m6
0
1
1
1
M8=M7
m7= m7
1
0
0
0
M7=M8
m8= m8
1
0
0
1
M6=M9
m9= m9
1
0
1
0
M5=M10
m10= m10
1
0
1
1
M4=M11
m11= m11
1
1
0
0
M3=M12
m12= m12
1
1
0
1
M2=M13
m13= m13
1
1
1
0
M1=M14
m14= m14
1
1
1
1
M0=M15
m15= 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:
C´A´

En los dos uno horizontales cambia A.
D´C´B´

En los dos unos verticales cambia C:
D´B´A´

Por tanto f = 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

D C B A Maxterms f minterms
0
0
0
0
M15=M0
1
m0= m0
0
0
0
1
M14=M1
1
m1=m1
0
0
1
0
M13=M2
1
m2= m2
0
0
1
1
M12=M3
0
m3= m3
0
1
0
0
M11=M4
1
m4= m4
0
1
0
1
M10=M5
0
m5=m5
0
1
1
0
M9=M6
0
m6= m6
0
1
1
1
M8=M7
0
m7= m7
1
0
0
0
M7=M8
1
m8= m8
1
0
0
1
M6=M9
0
m9= m9
1
0
1
0
M5=M10
1
m10= m10
1
0
1
1
M4=M11
0
m11= m11
1
1
0
0
M3=M12
0
m12= m12
1
1
0
1
M2=M13
0
m13= m13
1
1
1
0
M1=M14
0
m14= m14
1
1
1
1
M0=M15
0
m15= m15

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