EJERCICIO 13 (Examen del Plan Nuevo Electrónica Digital Junio 2006/7 1ª Semana)

Dada la siguiente expresión booleana

F
Exprese su función canónica en suma de minterms:

a) f = m0+m1+m3+m4+m6+m8+m9+m12+m13

b) f = m2+m5+m7+m10+m14+m15

c) f = m1+m3+m4+m6+m8+m9+m10+m12+m14+m15

d) f = m1+m2+m3+m4+m5+m8+m9+m11+m13

Indique la expresión más simplificada mediante Karnaugh:

a) A

b) AC´+A´B´D+C´D´+A´BD´

c)C

d)D

SOLUCIÓN:

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.

A B C D minterms
0
0
0
0
m0= m0
0
0
0
1
m1=m1
0
0
1
0
m2= m2
0
0
1
1
m3= m3
0
1
0
0
m4= m4
0
1
0
1
m5=m5
0
1
1
0
m6= m6
0
1
1
1
m7= m7
1
0
0
0
m8= m8
1
0
0
1
m9= m9
1
0
1
0
m10= m10
1
0
1
1
m11= m11
1
1
0
0
m12= m12
1
1
0
1
m13= m13
1
1
1
0
m14= m14
1
1
1
1
m15= m15

En la función F, tenemos:

a)  el término A´C´D´ viene de simplificar la variable B en m0+m2, que son los minterms m0 + m4.
b) el término m8+m12 viene de simplificar la variable C en m8+m12, que son los minterms m1 + m3.
c) el término ab´c´ viene de simplificar la variable D en m1+m9, que son los minterms m8 + m9.
d ) el término ABC´ viene de simplificar la variable D en m3+m11, que son los minterms m12 + m13.
e) el término A´BCD´ que es el minterm m6.

Por tanto, la respuesta correcta es a) f = m0+m1+m3+m4+m6+m8+m9+m12+m13

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..

AB CD
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+m3+m4+m6+m8+m9+m12+m13se 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.

Por tanto, la solución es b) AC´+A´B´D+C´D´+A´BD´