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Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD CAPÍTULO 5 MAPAS DE KARNAUGH Os mapas de Karnaugh foram introduzidos em 1953 por Maurice Karnaugh como uma melhora dos diagramas apresentados por Edward Veitch no ano anterior e representam um avanço nas leituras feitas na tabela logica. O mapa de Karnaugh proporciona uma leitura rápida e otimizada de funções lógicas, com base em sua tabela lógica. Ao invés de se ter uma tabela lógica da forma linear, os valores são colocados na forma matricial e a leitura é feita com base nas proximidades dos dados. Não há simplificação possível em uma leitura por Karnaugh! 5.1 SIMPLIFICAÇÃO DE LAGRANGE A partir de uma tabela lógica, pode-se obter a sua função pelo do método de Lagrange. Entretanto, esse método exige que se façam simplificações na expressão obtida para se atingir a forma simplificada. Como exemplo, considere a Tabela 5.1, cuja leitura é dada por: CABF CAAABF ABCABAF CCABBBCACCBAF ABCCABCABCBABCACBAF ABCCABCBABCACBAF )( )()()( Tabela 5.1 – Função usada como exemplo. A B C F 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 1 Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD Observe que na primeira simplificação, os termos CBA e BCA apresentam uma parte comum ( BA ) e uma parte “variável” (C eC ). Após essa primeira simplificação, pode-se observar que a parte constante fica mantida e a parte variável desaparece. O mesmo ocorre com os termos CAB e ABC , resultando em AB , assim como nos termos CBA e CAB , resultando em AB , e finalmente em BA e AB , resultando em B . Apesar de se obter a simplificação desejada, corre-se o risco de não simplificar a função adequadamente, ou pior ainda, pode-se cometer erros nas simplificações. Em cada uma das simplificações anteriores, os termos que se juntaram eram vizinhos, isto é, havia apenas um bit de diferença entre si. O método de leitura por mapas de Karnaugh é baseado nesse mesmo conceito, isto é, a parte constante é mantida e a parte variável é descartada em dois vizinhos. 5.2 LEITURAS DE KARNAUGH Inicialmente a Tabela 5.1 deve ser convertida para um formato matricial, como exemplificado por: A BC 0 1 AB 00 0 1 C 00 01 11 10 01 0 1 0 0 1 1 1 11 1 1 1 0 1 1 0 10 1 0 Observe que deve ser usada a sequencia Gray na parte externa dos mapas de Karnaugh. Dessa forma, a diferença entre duas células na horizontal ou na vertical é de apenas um bit e são, portanto chamadas de vizinhos. 7.2.1 Metodologia de Leitura A leitura dos mapas de Karnaugh segue algumas regras básicas: 1. Todos os 1 devem ser lidos pelo menos uma vez, 2. Grupos de 1, retangulares e em potência de 2, formam uma leitura, 3. A leitura é iniciada pelos 1 mais isolados (os 1 com mais de uma opção de leitura são deixados para o final), 4. A leitura corresponde às variáveis que se mantiverem constantes, 5. Deve-se ter o menor número possível de leituras e cada leitura deve ser a maior possível. Notas seguir Nessa da leit leitura em az Nessa da leit leitura verme 5.2.2 1. elas e Karna próxim s de Aula – Considere r. A leitura a leitura, tem tura, mas B a, tem-se as ul é então d A leitura a leitura, tem tura, mas A a, tem-se a elho é então Exemplos As linhas portanto p augh pode s mas. Essa le F ELTD01 e como exem maior, em m-se as colu foi mantida s linhas C=0 dada por B. em verme m-se as colu foi mantida linha C=0, o dada por A s de Leitura BC=00 e B erfazem um ser “dobrad eitura é entã Figura 5.1 – Pr mplo a leitu azul, é com unas AB=01 a constante 0 e C=1, e c lho, é com unas AB=11 a constante , e como C CA . A leitur AB C 0 1 BC BC=10 são ma única lei a” formand ão CF , p roximidade de ura do mapa mposta por 1 e AB=11. em 1, e ass como C var mposta por 2 1 e AB=10. em 1, e ass C não vario ura fine é en 00 01 0 1 0 1 A C 0 00 1 01 0 11 0 10 1 vizinhas po itura. A Fig do um tubo pois soment 0 0000 10 011 111 101 10 células em ma a provenient r 4 element Assim, A v sim faz part riou não faz 2 elemento Assim, B v sim faz part ou, faz parte tão BF 11 10 1 1 1 0 1 1 0 0 1 ois há some gura 5.1 mo e assim as te C mantev 001 101 100 apas de Karnau Prof. Tal te da Tabela os (23) e fo variou e por te do termo z parte do te os (22) e fo variou e por te do termo e do termo CA . ente um bit ostra que a linhas BC= ve-se consta ugh de 3 variáv les C Pimen a 5.1, apres orma um qu rtanto não f lido. Nessa ermo lido. A orma um re rtanto não f lido. Nessa lido. A lei t de diferen lâmina do m =00 e BC=1 ante em 0. veis. nta, PhD entado a uadrado. faz parte a mesma A leitura etângulo. faz parte a mesma itura em nça entre mapa de 10 ficam Notas 2. 3. 4. em az AF AF 5. necess é F entre 6. s de Aula – Não há 1 Qualquer A leitura e zul é válida BABA . E BA por c A leitura sário fazer a ACBA . BA e AC . ELTD01 no mapa, po que sejam a em vermelh para A=0 e Essa é a m conveniênci em laranja a leitura em Entretanto B ortanto não B as entradas, B ho é válida p e B=1, porta máxima sim a. BC é dada por m azul, pois o, a redundâ AB C 0 1 A 0 0 0 1 0 há nada e c A 0 0 1 1 1 , a saída é se A 0 0 0 1 1 para A=1 e anto o term mplificação A C 0 00 1 01 1 11 0 10 0 r BA e a l seria apena ância vale 00 01 0 1 0 1 1 0 0 consequente 1 1 1 empre 1, po 1 1 0 B=0, portan mo vale BA do mapa, 1 0 1 1 0 leitura em v as uma redu CB , que co 11 10 1 1 1 1 Prof. Tal emente a lei ortanto F nto o termo . Assim, a l que pode verde é dad undância. A orresponde les C Pimen itura é F 1 . vale BA . A leitura final ser reescrit da por AC Assim, a leit ao termo f nta, PhD 0 . A leitura l é então ta como e não é ura final fantasma Notas potênc 7. dada p não de 8. entre s Entret na Fig único BF s de Aula – Apesar de cia de 2. De Os termos por BAF eve ser lido Os dois te si), com ba tanto, o tub gura 5.2. De termo, dad CBDB . F ELTD01 e ser muito evem-se faz s em verde DCACB . ermos em l se no conce bo da Figura esta forma, do por DB Figura 5.2 – Pr convidativo zer duas leitu AB CD 00 01 11 10 e laranja co ABCDA AB CD 00 01 11 10 aranja perfa eito da Figu a 5.1 pode os termos e . O termo e 1010 1011 1001 roximidade de o o grupo to uras indicad 00 01 0 1 0 1 1 1 0 0 onseguem a BC . O term 00 01 1 1 0 1 0 0 1 0 fazem um ú ura 5.1, e o ser dobrado em laranja e em azul val 0001 0011 0010 1100 1101 1111 células em ma otal de 1 nã das, resultan 11 10 0 0 1 1 1 0 1 0 abranger to mo em azul 11 10 1 1 1 0 0 0 0 1 único termo mesmo val o para form e em rosa f le CB e as 011 01 01 01 00 apas de Karnau Prof. Talão faz uma l ndo em F dos os 1 do é desneces (somente u e para os do mar um torói ficam próxim ssim a leitu 011 0 011 1 ugh de 4 variáv les C Pimen leitura, pois BA . o mapa e a ssário e obv um bit de d ois termos ide, como i mos e perfa ura final é d veis. nta, PhD s 6 não é leitura é viamente diferença em rosa. ilustrado azem um dada por Notas 5.2.3 leitura leitura função BF 5.2.4 pode s como Da me variáv sobrep ao ma facilit s de Aula – Leitura pe A leitura a é lida pelo Os termo a final é dad o pode s CBDB Pode-se o Mapas de Um mapa ser visualiza dois mapas esma forma veis. Entreta Um mapa postos, com apa de E=0 ar a visualiz ELTD01 elos 0 dos mapas os 0, obtém- s em laranj da por F ser inverti C . observar que 5 Variávei a de três var ado como o s de duas va a um mapa anto a visua a de cinco mo no exemp e os valores zação, os 0 E 0 1 também po -se a função AB CD 00 01 11 10 ja são dado BCDB . O da novam e a função é s riáveis pode o tubo da Fig ariáveis e qu de cinco v alização fica variáveis p plo a seguir s abaixo da foram omit C ode ser feita o inversa. C 00 01 1 1 0 1 0 0 1 0 os por DB Observe qu mente por é expressa e e ser visto c gura 5.1. Um ue pode ser variáveis po a comprome pode ser vis r. Os valore barra inclin tidos, mante AB CD 00 00 1 01 11 10 a pelos 0 ao onsidere co 11 10 1 1 1 0 0 0 0 1 e o termo ue foi feita a De Morg m forma de como dois m m mapa de visualizado ode ser vist etida. sto como do es acima da nada corres endo-se ape 01 11 1 1 1 1 1 1 1 Prof. Tal o invés dos omo exempl o em azul v a leitura da gam, resu e produto de mapas de d quatro vari o como o tor to como do ois mapas d a barra inclin pondem ao nas os 1. 1 10 1 1 1 1 les C Pimen s 1. Entretan lo a leitura a vale BC e função inve ultando en e somas! duas variáve iáveis pode róide da Fig ois mapas d de quatro v inada corres mapa de E nta, PhD nto, se a a seguir: assim a ertida. A tão em eis e que ser visto gura 5.2. de quatro variáveis spondem E=1. Para Notas assim barra, para o Assim variáv variáv 0 fora de for relaçã Os de potênc final é 5.2.5 sobrep corres valore corres mante s de Aula – O termo e o termo é ou seja, E= o lado de ba m, a leitura f Um mapa veis posicio veis, e novam am omitidos O mapa f rma individ ão a linha vi O termo e emais termo cia de 2. Iss O termo e é dada por F Mapas de Um mapa postos, com spondem ao es à direita spondem ao endo-se apen ELTD01 em verde co EDCA . O =1, assim o aixo quanto final é dada a de cinco onadas lada mente usa-s s, mantendo ABC DE 00 01 11 10 fica dividido dual e indep ioleta (espel em verde co os, marcado so ocorre po em azul é A EDBAF 6 Variávei a de seis v mo no ex o mapa de E a correspond o mapa de nas os 1. orresponde termo em l o termo é A o lado de c por CAF variáveis ta a a lado, c se a sequênc -se apenas o 000 001 1 1 1 1 o em dois, c pendente. S lhados), form orresponde a os em azul ois não são s CEA e o te EDBA s variáveis po xemplo a EF=00, os v dem ao ma EF=01. P a DCA pa laranja corr EDC . Já o cima da bar DACEDC ambém pod como no e cia Gray. N os 1. 011 010 1 1 1 1 como delim Se os termo rmam um ún a EDBA , o e vermelho simétricos e ermo em ve DCBCEA ode ser vis seguir. Os valores abai apa de EF= Para facilita ara o lado d responde a o termo em rra e, portan BDED . de ser visto exemplo a Novamente, p 110 111 1 1 mitado pela os dos dois nico termo. o termo em o não form em relação a ermelho cor D . to como d s valores a ixo corresp =10 e final ar a visuali Prof. Tal de cima da b DAC para azul corres nto E não ap o como doi seguir. Ne para facilita 101 100 1 1 linha violet s lados fore laranja corr am uma lei a linha viole rresponde a ois mapas acima das ondem ao m lmente os v ização, os les C Pimen barra, ou se a o lado de b sponde a BD parece ness is mapas d esse caso t ar a visualiz 0 ta. Cada lad em simétric responde a itura, apesa eta. a DCB , e de cinco v barras in mapa de EF valores à e 0 foram o nta, PhD eja, E=0, baixo da D , tanto se termo. e quatro em-se 3 zação, os do é lido cos com EDBA . ar de ser a leitura variáveis nclinadas F=11, os esquerda omitidos, Notas EF=00 cima e corres barras Assim por Y variáv sequên visual quadra adjace 1 s de Aula – O termo e 0, assim o t e à esquerda sponde a BA Os dois t s e o outro e m os dois ter FEDCB Um mapa veis posicio ncias de 3 lização, os 0 O mapa ante é lido entes forem EF 00 10 01 11 ELTD01 em laranja termo é CB a das barras DBC , em to termos em está à direit rmos em az EFACDF a de seis v onadas lada variáveis, 0 foram omi ABC DEF 000 001 011 010 110 111 101 100 fica dividi o de forma simétricos A CD correspond FEDC . O t s, ou seja, E odas as posi azul aparec ta, isto é, EF zul são DBA DBCAF variáveis ta a a lado, co onde se u itidos, mant 000 001 1 1 1 1 do em qua individual com relaçã AB 00 00 01 1 11 1 10 de a DCB termo em v EF=01, assim ições de EF cem em A F=01 e EF= FED e BA FEDBA ambém pod omo no exe usa a sequê tendo-se ap 011 010 1 1 1 1 1 atro, delim e indepen ão às linhas 0 1 1 1 para o lado verde corres m o termo é F e, portanto DB . Entre =10, de des FDEB . Des FDEBA . de ser visto emplo a se ência Gray enas os 1. 110 111 1 1 1 1 itado pelas ndente. Se o de simetria, 01 1 1 1 1 Prof. Tal o de cima d sponde a A é FEACD . o não aparec tanto um e sa forma nã ta forma, a o como do guir. Nesse . Novamen 101 100 1 1 1 1 s linhas ros os termos d , formam um 11 1 1 1 les C Pimen das barras, ACD para o Já o termo cem nesse t está à esque ão há simpl leitura fina ois mapas d e caso tem nte, para fa 0 sa e violet de dois qu m único term 10 1 nta, PhD ou seja, o lado de em rosa ermo. erda das ificação. al é dada de cinco -se duas acilitar a ta. Cada uadrantes mo. 1 Notas de Aula –ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD O termo em verde corresponde a FEDBCA , os termos em laranja correspondem a FEB . Os demais termos, marcados em azul e vermelho não formam uma leitura, apesar da potência de 2. Isso ocorre pois não são simétricos em relação a linha rosa. O termo em azul é EDCB e o termo em vermelho corresponde a DFCB , e a leitura final é dada por DFCBEDCBFEBFEDBCAY . 5.2.6 Termos Opcionais Sinais aplicados em um sistema podem ser provenientes de sistemas com intertravamento mecânico, e assim algumas combinações de entrada nunca ocorrem. Pode ser também que certas combinações de sinais de entrada nunca ocorram em função de sua origem ou no caso de alguns códigos binários, algumas combinações nunca ocorrem. Entretanto, se o circuito receber essas combinações, não importa a resposta do circuito. Essas combinações são chamadas de condições opcionais ou indiferentes. Essas condições opcionais são representadas em mapas de Karnaugh por x ou – e serão lidas como 0 ou 1, dependendo da conveniência em cada caso. Como exemplo, considere o elevador de carga mostrado na Figura 5.3. Há três sensores de peso; A (2Kg), B (20Kg) e C (200Kg) em que a saída é 0 se o sensor não estiver atuado e 1 se estiver atuado. Admita que por questões de economia e segurança, a operação do elevador seja regida pelas seguintes regras: a. Sem carga: deve operar. b. Cargas maiores que 2Kg e menores de 20Kg: não deve operar. c. Cargas maiores que 20Kg e menores que 200Kg: deve operar. d. Cargas acima de 200Kg: não deve operar. CARGA A B C 2Kg 20Kg 200Kg Figura 5.3 – Sensores de carga em um elevador. Notas isto é seguin isto é, recebe isto é, assum forma ABC = 200Kg Assim verme quand condiç s de Aula – A primeir , ABC = 0 nte recebe 1 A próxim , ABC = 10 e 0. A terceira , ABC = 11 me 1. Finalm a, a posição As demai = 001 indic g (C=1), o q O opciona m, o termo e elho engloba Essa leitu do B estive ções de ope ELTD01 ra regra det 00, o eleva 1. ma regra det 0 o elevado a regra dete 10 o elevad mente, a úl ABC = 111 is posições ca uma carg que obviam al deve ser em vermelh a apenas 1 o ura implica er acionado eração. termina que ador deve f termina que or não deve AB C 0 1 rmina que p dor deve op tima regra do mapa re no mapa d ga menor q ente é impo AB C 0 1 considerad o engloba 3 opcional. A que o elev mas C nã e se os sens funcionar. P e para carga operar. De 00 01 1 para cargas perar. Desta determina ecebe 0. devem receb que 2Kg (A= ossível. 00 01 1 ‐ ‐ ‐ do 1 se ajud 3 opcionais A leitura fina vador deve ão estiver. sores não e Portanto a as maiores esta forma, a 11 10 1 0 0 s maiores qu a forma, a que para c ber a condi =0), menor 11 10 1 0 0 ‐ dar na forma para comp al é Elevado operar qua Essa expre Prof. Tal estiverem at posição AB que 2Kg e a posição A ue 20Kg e m posição AB argas acim ção opcion que 20Kg ação dos ter letar 4 elem CBAor ando A não essão está c les C Pimen tuados (sem BC = 000 d menores d ABC = 100 d menores de BC = 110 d ma de 200K nal. Como e (B=0) e m rmos a sere mentos. O te C . estiver aci condizente nta, PhD m carga), do mapa de 20Kg, do mapa e 200Kg, do mapa g. Desta exemplo, maior que em lidos. ermo em ionado e com as Notas 5.3 5.3.1 rápida a leitu de A= termo 5.3.2 lançan consid De M camin s de Aula – APLICA Simplifica Mapas de a e simples, ura do mapa No mapa =0, B=1 e C ABD apar Refazendo Conversão A convers ndo-se diret dere a funçã O mapa a Morgam, tem nho inverso, ELTD01 ÇÕES DE ação de Exp e Karnaugh e sem reco a. Considere a seguir, A C=0. O term rece na cor v o-se a leitur o entre Som são do form tamente os ão DBAG a seguir apre m-se a fun , pode conv KARNAU pressões podem ser orrer aos teo e como exem CBA corresp mo DCAB a violeta, e fin AB CD 00 01 11 10 ra do mapa, AB CD 00 01 11 10 ma de Produ mato Soma d termos no m ACADD AB CD 00 01 11 10 esenta a leit nção inversa erter Produt UGH r usados par oremas. Bas mplo AY ponde ao te aparece em nalmente o 00 01 0 1 0 1 0 1 0 1 tem-se ape 00 01 0 1 0 1 0 1 0 1 utos entre e P de Produtos mapa e faz C lançada n 00 01 0 0 1 0 1 0 0 0 tura pelos 0 a, isto é, to de Soma ra simplific sta lançar as DCABCBA ermo em ver m cor laranja termo DCB 11 10 1 0 1 0 1 0 1 0 enas BY , 11 10 1 0 1 0 1 0 1 0 Produto de s para o form endo-se a l no mapa a s 11 10 0 0 1 1 1 1 1 1 , que result BAG s em Soma Prof. Tal car expressõ s expressões ABCD rde, onde se a, o termo B D está em r , como indic Somas mato Produ eitura pelos seguir. a em AG ADC .. de Produto les C Pimen ões de form s no mapa e DCBABD e tem o cru BC está em rosa. cado a segu uto de Soma s 0. Como e ADCBA DA . Seg os. nta, PhD ma muito e refazer . uzamento m azul, o uir. as é feito exemplo DA . Por guindo o Notas 5.3.3 Maxte mapa 4d F repres termo númer s de Aula – Mintermo O mapa a ermos. Desta for a seguir. A 1,11,10,5,4 Essa m 6,2,0M senta os ma s opcionais Ao se pa ro possível ELTD01 os e Maxterm a seguir mos rma, a funç A parte m 13,12 repr C mesma fun 15,14,8,7,6 axtermos, ou . artir das ex de variáveis AB CD 00 01 11 10 mos stra a sequê AB CD 00 01 11 10 ção F 9,3,1m re esenta os te AB CD 00 00 0 01 1 11 1 10 0 nção pod ,4.5 D u seja, os te xpressões d s ao montar 00 01 0 0 1 0 1 0 0 0 ência dos ín 00 01 0 4 1 5 3 7 2 6 9,3,1m epresenta o ermos opcio 0 01 0 ‐ 4 1 ‐ 5 3 0 7 2 0 6 de ser r 12,11,10,5 ermos em 0 de Minterm r os mapas d 11 10 0 0 1 1 1 1 1 1 ndices das r 11 10 12 8 13 9 15 11 14 10 10,5,4d os mintermo onais. 11 1 ‐ 12 0 ‐ 13 1 0 15 ‐ 0 14 ‐ representad 13,2 . A p 0, e 4D os e Maxte de Karnaug Prof. Tal representaçõ 13,12,11,0 os, ou seja, 0 8 9 11 10 da por arte M 12,11,10,5, ermos, dev h. les C Pimen ões de Mint é apresen os termos seus max 8,7,6,2,0M 13,2 repre ve-se usar o nta, PhD termos e ntada no em 1, e xtermos, 15,14,8 esenta os o menor Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD 5.3.4 Conversão Soma de Produtos/Produto de Somas Operações - Mintermos/Maxtermos A função CBBAY , mostrada no mapa a seguir, pode ser representada pelos seus mintermos, obtidos diretamente do mapa de Karnaugh, 13,12,7,6,5,4mY . Da mesma forma, os maxtermos obtidos do mapa são 15,14,11,10,9,8,3,2,1,0MY . AB CD 00 01 11 10 00 0 0 1 4 1 12 0 8 01 0 1 1 5 1 13 0 9 11 0 3 1 7 0 15 0 11 10 0 2 1 6 0 14 0 10 Na direção oposta, a função 13,7.14,12,10,8,6,4,2,0 DMX é apresentada no mapa a seguir. Lembre-se que seum elemento não for 0 e nem opcional, só pode ser 1, e assim, DX . AB CD 00 01 11 10 00 0 0 0 4 0 12 0 8 01 1 1 1 5 ‐ 13 1 9 11 1 3 ‐ 7 1 15 1 11 10 0 2 0 6 0 14 0 10 5.3.5 Operações E e OU entre Funções A operações E e OU entre funções são facilmente implementadas, respectivamente, a partir de operações E e OU entre os bits dos mapas de Karnaugh dessas funções. Como exemplo, considere: BDBAF , 14,12,10,8,3,2,1,0MG . Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD Essas funções e o resultado da operação E entre elas (interseção) estão presentes nos mapas a seguir. Assim, BDGFGFX . . AB AB AB CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 00 0 0 0 0 01 1 1 1 0 01 0 1 1 1 01 0 1 1 0 11 1 1 1 0 11 0 1 1 1 11 0 1 1 0 10 1 0 0 0 10 0 1 0 0 10 0 0 0 0 F G X Essas funções e o resultado da operação OU entre elas (união) estão presentes nos mapas a seguir. Assim, DAGFGFY . AB AB AB CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 00 1 0 0 0 00 0 1 0 0 00 1 1 0 0 01 1 1 1 0 01 0 1 1 1 01 1 1 1 1 11 1 1 1 0 11 0 1 1 1 11 1 1 1 1 10 1 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 1 0 0 F G Y 5.4 EXERCÍCIOS 1. Faça as leituras dos mapas de Karnaugh a seguir. A BC 0 1 AB 00 0 1 C 00 01 11 10 01 1 1 0 0 1 0 1 11 1 1 1 1 0 1 0 10 1 0 R S AB AB AB CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 00 1 0 0 1 00 0 1 0 0 00 0 0 0 0 01 0 0 1 0 01 0 1 1 1 01 0 1 1 0 11 0 0 1 1 11 0 1 1 1 11 0 1 1 0 10 1 0 0 1 10 0 1 0 0 10 0 0 0 0 T U V Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD AB AB AB CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 CD 00 01 11 10 00 1 1 1 0 00 0 0 0 0 00 0 0 0 0 01 1 1 1 0 01 0 1 1 1 01 0 1 1 0 11 1 1 1 0 11 0 0 1 1 11 0 1 1 0 10 1 0 0 0 10 0 1 0 0 10 1 1 1 1 X Y Z ABC DEF 000 001 011 010 110 111 101 100 000 1 1 1 1 001 1 1 1 1 1 011 1 1 1 1 010 1 1 110 1 1 111 1 1 101 1 1 100 1 1 W 2. Repita o exercício anterior, com leituras pelos 0. 3. Obtenha as funções anteriores na forma de produto de somas. 4. Obtenha as expressões anteriores na forma de Mintermos e Maxtermos. 5. Obtenha U.Y, U.Z e V.Z. 6. Obtenha T+X, T+Y e T+V. 7. Simplifique. a. CBABCACBACBAZ b. )())(( 22221121 XXXXXXXXN c. DBADBCCBADCBAY d. ))(( ABABAABE e. 2131231321 AAAAAAAAAAW f. YXWXYZM g. AABABCY h. ABCBAL i. 21212121 XXXXXXXXG j. ACBACBAH ))(( k. 3211221 ZZZZZZZD Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD 8. Obtenha a função 3,2.15,14,13,9,8,7,1,0 DMK na forma de soma de produtos. 9. Obter as expressões Booleanas do circuito de comando dos disjuntores ABCD da Figura 5.4. Sabe-se que a alimentação do barramento deve ser feita do seguinte com as seguintes considerações: a. Não pode haver mais que uma usina alimentando o barramento por vez, b. A ordem de preferência é GA > GB > GC > GD, c. Não deve haver interrupção de energia. Figura 5.4 – Chaveamento de energia em um barramento. 10. Fazer o intertravamento entre os disjuntores de uma subestação, como mostrado na Figura 5.5, sabendo-se que somente dois disjuntores podem fechar por vez. Deve-se tentar manter as cargas energizadas. Figura 5.5 – Distribuição de energia. Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD 11. Deseja-se comandar um semáforo no cruzamento de duas ruas, como indicado na Figura 5.6. Admita que exista um sistema de fotocélula para detectar a presença de carros, onde 1 indica presença e 0 ausência. O farol dirigido para cada uma das ruas, pode estar verde ou vermelho, representado por 1 e 0, respectivamente. O carro pode passar se o farol estiver verde. Projete o circuito de comando do semáforo, levando- se em conta as seguintes considerações: a. Apenas um carro de cada vez deve passar no cruzamento; b. Se não houver o carro X, o farol FX é um estado opcional; c. O carro da direita, quando houver, tem preferência; d. A ordem de preferência será sempre ABCD Figura 5.6 – Cruzamento de vias. 12. Um dado circuito deve monitorar a veracidade dos números recebidos por um sistema. Os números binários presentes no barramento A3A2A1A0 são considerados válidos se estiverem entre 0 e 9. Projete um circuito que atenda estas especificações, produzindo um 1 na saída se o número recebido não estiver entre 0 e 9. Notas de Aula – ELTD01 Prof. Tales C Pimenta, PhD 13. No sistema de barramentos de acionamento de motores indicado na Figura 5.7 existe um sensor de tensão em cada barramento. Cada motor (A, B, C e D) é ligado a dois barramentos via chaves (X1, X2, X3, X4, X5 e X6). Cada barramento pode alimentar no máximo um motor. Obter o circuito de comando de cada contato em função dos sensores de faltas. Em regime de operação normal tem-se a seguinte alimentação: Motor M1 ao barramento A, Motor M2 ao barramento B, Motor M3 ao barramento C. Figura 5.7 – Sistema de alimentação de motores. 14. Um sistema de reservatórios tem 4 sensores de nível L1, L2, L3 e L4. A bomba que alimenta estes reservatórios deve ser acionada se nenhum dos sensores estiver acionado ou se somente um dos sensores estiver acionado. Obtenha a expressão lógica mais simplificada possível que determine o acionamento da bomba. 15. Uma lâmpada deve ser controlada independentemente por 3 interruptores localizados em três pontos diferentes. Assim, ao se pressionar qualquer um dos interruptores muda o estado da lâmpada (acesa para apagada ou vice-versa). Projetar o circuito eletrônico que satisfaça essas exigências.
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