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Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 1 MAPAS DE KARNAUGH Os Mapas de Karnaugh são uma representação gráfica de uma tabela verdade de modo a tornar mais visível a soma dos produtos e o produto das somas obtido. Por se tratar de uma representação visual, os Mapas de Karnaugh proporcionam uma simplificação de expressões lógicas mais rápida e simples na maioria dos casos, principalmente quando a tabela verdade envolve mais de três variáveis. Graficamente, o Mapa de Karnaugh consiste em uma tabela em que as células representam uma linha da tabela verdade, sendo preenchida pelo valor da variável lógica dependente. Cada coluna e cada linha representam uma variável lógica (no caso do Mapa para duas variáveis), ou a combinação do produto lógico entre variáveis. A designação de “Mapa” provém do fato de que as células periféricas de um lado do Mapa são adjacentes às células do lado oposto. Exemplo: No Mapa abaixo para quatro variáveis A, B, C, D; as células da coluna de .BA são vizinhas ás células da coluna AB, e as células da linha CD são vizinhas às células da linha DC. . Assim, é possível deslocar para a esquerda ou direita o posicionamento das colunas e para cima ou para baixo as linhas, sem alterar o Mapa. Observe que é possível deslocar o posicionamento de todas as colunas e linhas, mas não é aconselhável trocar de posição uma coluna com outra ou uma linha com outra. É possível trocar o posicionamento entre linhas e colunas, desde que entre colunas e linhas adjacentes exista a diferença de somente uma variável. Esta regra deve ser seguida para que exista ao menos uma variável comum entre duas linhas ou colunas adjacentes, para que os produtos lógicos representados por duplas, quadras, octetos,.... possuam pelo menos uma variável comum e outras duas complementares. A.B BA. B.A .BA CD C D C D C D A.B BA. B.A .BA A.B C.D DC. D.C .DC C.D A.B BA. B.A .BA C.D DC. D.C .DC B.A .BA A.B BA. DC. D.C .DC C.D A.B BA. B.A .BA C.D DC. D.C .DC ≡ ≡ ≡ Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 2 1. Tipos: Os tipos dos Mapas de Karnaugh são dados pelo número de variáveis que representa. 1.1. Duas variáveis: A B Y 0 0 0 1 1 0 1 1 1.2. Três variáveis: A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1.3. Quatro variáveis: A.B BA. B.A .BA CD C D C D C D Y A A B B B A 1 0 1 0 Y AB A B A B A B C C C A.B 11 10 00 01 1 0 ou ou Simplifica as variáveis B e B (resta somente A) Simplifica as variáveis B e B (resta somente A ) Simplifica as variáveis D e D (resta somente C) Simplifica as variáveis D e D (resta somente C ) Simplifica as variáveis C e C (resta somente D ) Simplifica as variáveis C e C (resta somente D) Elimina as variáveis A e A (resta somente B ) Elimina as variáveis A e A (resta somente B) Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 3 A B C D Y 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 A construção e a simplificação de Mapas de Karnaugh de cinco, seis, .... ou mais variáveis é análoga aos de três e quatro variáveis. Exemplos: 1) A B Y 0 0 0 0 1 1 ← .BA 1 0 1 ← BA. 1 1 1 ← A.B 2) Y AB A B A B A B CD C D C D C D CD AB 11 10 00 01 11 10 00 01 Mapa de Karnaugh Y A A B 1 1 B 1 0 B A Y += Método da soma dos produtos: A.B B A. .BAY ++= B) B A.( .BAY ++= A.(1) .BAY += B A Y += ou Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 4 A B Y 0 0 0 0 1 1 ← .BA 1 0 0 1 1 1 ← A.B 3) A B Y 0 0 1 ← B.A 0 1 1 ← .BA 1 0 1 ← BA. 1 1 1 ← A.B 4) A B Y 0 0 0 0 1 1 ← .BA 1 0 1 ← BA. 1 1 0 Mapa de Karnaugh Y A A B 1 1 B 0 0 BY = Método da soma dos produtos: A.B .BAY += A) AB.(Y += (1) B.Y = BY = Mapa de Karnaugh Y A A B 1 1 B 1 1 Y=1 Método da soma dos produtos: A.BB A. .BA B.AY +++= B) B A.( B) B.(A Y +++= A.(1).(1)AY += AAY += 1Y = Mapa de Karnaugh: Y A A B 0 1 B 1 0 Método da soma dos produtos: B A. .BAY += Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 5 5) A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 1 ← A.B.C 6) A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 0 1 1 1 1 ← A.B.C 7) A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 1 1 ← .B.CA 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 ← A.B.C Mapa de Karnaugh: AB A B A B A B C 1 0 0 0 C 1 0 0 0 A.BY = Método da soma dos produtos: A.B.C CA.B.Y += C) CA.B.(Y += A.B.(1)Y = A.BY = AB A B A B A B C 1 1 0 0 C 0 0 0 0 Y=A.C Método da soma dos produtos: A.B.C .CBA.Y += B) BA.C.(Y += A.C.(1)Y = A.CY = AB A B A B A B C 1 0 0 1 C 0 0 0 0 C.BY = Método da soma dos produtos: A.B.C .B.CAY += A.B)B A.C.(Y += Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 6 8) A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 ← C.BA. 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 ← A.B.C 9) A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 ← .B.CA 1 0 0 1 ← C.BA. 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 0 1 1 1 0 10) A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 ← C.B.A 0 1 1 1 ← .B.CA 1 0 0 0 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 0 11) A B C Y AB A B A B A B C 1 0 0 0 C 0 1 0 0 A.B.C C.BA.Y += B.C) C.BA.(Y += AB A B A B A B C 0 1 0 1 C 0 1 0 0 B A. .B.CA Y += Método da soma dos produtos: .CBA.C.BA..B.CAY ++= C)C.(BA..B.CAY ++= .(1)BA..B.CAY += B A. .B.CAY += AB A B A B A B C 0 1 0 1 C 1 0 0 1 .BA.CBA.CA.B.Y ++= Método da soma dos produtos: C A.B. .CB A. .B.CA C.B.AY +++=C A.B. .CB A. C) C.B.(AY +++= CA.B..CBA..BAY ++= .CBA.)C A. AB.(Y ++= .CBA.)C AB.(Y ++= Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 7 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 ← .B.CA 1 0 0 0 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 0 1 1 1 1 ←A.B.C 12) A B C Y 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 ← .B.CA 1 0 0 0 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 1 ←A.B.C 12) A B C Y 0 0 0 1 ← C.B.A 0 0 1 0 0 1 0 1 ← C.B.A 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 0 1 1 1 1 ← A.B.C AB A B A B A B C 1 1 0 1 C 0 0 0 0 .B.CA A.CY += Método da soma dos produtos: A.B.C .CB A. .B.CAY ++= .B]A B) BC.[A.(Y ++= .B)A C.(A Y += B)C.(AY += AB A B A B A B C 1 1 0 1 C 1 0 0 0 .B.CA A.C A.BY ++= Método da soma dos produtos: .B.CA .CBA.C A.B. A.B.CY +++= .B.CA .CBA.C A.B.(CY +++= ) .B.CA .CBA.A.BY ++= .B.CA .C)B A.(BY ++= .B.CA C) A.(BY ++= .B.CA A.C A.BY ++= .B)A C.(A A.BY ++= B)C.(A A.BY ++= AB A B A B A B C 1 1 0 0 C 0 0 1 1 A.C C.AY += Método da soma dos produtos: C.B.A C.B.A .CB A. A.B.CY +++= )B .(BC.A )B A.C.(BY +++= ).(C.A )A.C.(Y 11 += C.A A.CY += Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 8 13) A B C Y 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 ← C.B.A 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 1 ← A.B.C 14) A B C Y 0 0 0 1 0 0 1 0 ← .CB.A 0 1 0 0 ← C.B.A 0 1 1 1 1 0 0 1 ← C.BA. 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 ← A.B.C 15) AB A B A B A B C 1 1 0 0 C 1 0 0 1 CB. A.C A.BY ++= Método da soma dos produtos: C.B.A .CB A. C A.B. A.B.CY +++= C.B.A .CB A. )C A.B.(CY +++= C.B.A .CB A. A.BY ++= C.B.A .C)B A.(BY ++= C.B.A C) A.(BY ++= C.B.A A.C A.BY ++= A.C )C.A B.(A Y ++= A.C )C B.(A Y ++= AB A B A B A B C 1 0 1 0 C 0 1 0 1 .CB.A C.B.A C.B A. A.B.CY +++= Método da soma dos produtos: .CB.A C.B.A C.B A. A.B.CY +++= )CB. .CB.(A C).B A.(B.CY +++= Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 9 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 ← C.BA. 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 1 ← A.B.C 16) A B C Y 0 0 0 1 ← C.B.A 0 0 1 1 ← .CB.A 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 1 ← C.BA. 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 0 1 1 1 0 17) A B C Y 0 0 0 1 ← C.B.A 0 0 1 1 ← .CB.A 0 1 0 1 ← C.B.A 0 1 1 1 ← .B.CA 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 18) AB A B A B A B C 1 1 0 0 C 1 1 0 0 AY = Método da soma dos produtos: C.B A. .CB A. C A.B. A.B.CY +++= )C .(CB A. C) A.B.(CY +++= .(1)B A. )A.B.(Y += 1 )B A.(BY += AY = AB A B A B A B C 0 1 1 0 C 0 1 1 0 B Y = Método da soma dos produtos: C.B.A .CB.A C.B A. .CBA.Y +++= )C .(CB.A )C .(CBA.Y +++= .(1)B.A .(1)BA.Y += A) A.(BY += BY = AB A B A B A B C 0 0 1 1 C 0 0 1 1 AY = Método da soma dos produtos: CBACBACB.A C.B.AY ..... +++= ).(.) CCBAC C.(B.AY +++= BAB.AY .+= )B B.(AY += AY = Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 10 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 ← .CB.A 0 1 0 0 0 1 1 1 ← .B.CA 1 0 0 0 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 0 1 1 1 1 ← A.B.C 19) A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 ← C.B.A 0 1 1 1 ← .B.CA 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 1 ← A.B.C 20) A B C Y 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 ← C.B.A 0 1 1 0 1 0 0 1 ← C.BA. 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 1 ← A.B.C AB A B A B A B C 1 1 1 1 C 0 0 0 0 CY = Método da soma dos produtos: CBACBAC.BA .CB.AY ..... +++= ).( BBC A. B) B.C.(AY +++= C A .CAY .+= ).( AACY += CY = AB AB A B A B C 1 0 0 1 C 1 0 0 1 BY = Método da soma dos produtos: CBACBAC.BA C.B.AY ..... +++= ).( CC A.B C) C.B.(AY +++= BA.BAY .+= ).( AABY += BY = AB A B A B A B C 1 1 0 0 C 1 1 0 1 CB. A Y += Método da soma dos produtos: CBACBACBACBA. C.B.AY ....... ++++= ).(.).( CCBACCBA. C.B.AY ++++= BABA. C.B.AY .++= )BBA.( C.B.AY ++= A C.B.AY += A CB.Y += Eletrônica – Mapas de Karnaugh Prof. Luiz Marcelo Chiesse da Silva Cefet/PR – Cornélio Procópio 11 21) A B C Y 0 0 0 1 ← C.B.A 0 0 1 1 ← .CB.A 0 1 0 1 ← C.B.A 0 1 1 0 1 0 0 1 ← C.BA. 1 0 1 1 ← .CBA. 1 1 0 1 ← CA.B. 1 1 1 0 AB A B A B A B C 0 1 1 0 C 1 1 1 1 BCY += Método da soma dos produtos: CBACBACBA. C.B.ACBACBAY ......... +++++= ).().(. CCBA. A) A.(CB.CCBAY +++++= ).().(. 1BA. .(1)CB.1BAY ++= BA. CB.BAY ++= . CB.AABY ++= ).( CB.BY += CBY +=
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