Ing. Diego Avalos
   El algebra de Boole es útil para reducir
    expresiones de funciones boleanas. Otro
    método que podría resultar más conveniente
    y fácil de visualizar para realizar estas
    simplificaciones es la utilización de los mapas
    de Karnaugh.
   Un mapa de Karnaugh es un método gráfico
    que se utiliza para simplificar una ecuación
    lógica para convertir una tabla de verdad a su
    circuito lógico correspondiente en un proceso
    simple y ordenado.


                                                      2
   Los mapas de Karnaugh tiene el mismo
    problema de las tablas de verdad, aumenta su
    tamaño en forma exponencial dependiendo
    del número de variables de entrada.
   Los mapas de Karnaugh se pueden utilizar
    para resolver problemas con cualquier
    número de variables, sin embargo, debido al
    crecimiento exponencial en su tamaño, sólo
    son prácticos para problemas de hasta 5
    variables. Para 6 variables o más es mejor
    utilizar algebra de Boole.

                                                   3
   El mapa de Karnaugh es un medio gráfico
    para representar una tabla de verdad, es
    decir, es una relación entre las entradas de
    un circuito y sus salidas.

    A    B    X
    0    0    1
                    x=A’B’+AB
    0    1    0
    1    0    0
    1    1    1




                                                   4
A   B   C   X   x=A’B’C’+A’B’C+A’BC+ABC’

0   0   0   1
0   0   1   1
0   1   0   1
0   1   1   0
1   0   0   0
1   0   1   0
1   1   0   1
1   1   1   0




                                           5
A   B   C   D   X
0   0   0   0   0   x=A’B’C’D+A’BC’D+ABC’D+ABCD
0   0   0   1   1
0   0   1   0   0
0   0   1   1   0
0   1   0   0   0
0   1   0   1   1
0   1   1   0   0
0   1   1   1   0
1   0   0   0   0
1   0   0   1   0
1   0   1   0   0
1   0   1   1   0
1   1   0   0   0
1   1   0   1   1
1   1   1   0   0
1   1   1   1   1
                                                  6
7
   Los cuadros en el mapa se marcan de modo
    que los cuadros adyacentes difieran sólo en
    una variable tanto vertical como
    horizontalmente (código gray).
   Una vez que se tiene el mapa, la expresión
    lógica de la salida se puede obtener como
    una suma de productos canónicos
    considerando sólo las posiciones que tienen
    1.



                                                  8
La expresión de salida obtenida se puede
 simplificar combinando los cuadros del mapa
 que contienen 1. Este proceso se denomina
 agrupamiento.
Agrupamientos de dos términos (pares):




     x=A’BC’+ABC’=BC’      x=A’BC’+A’BC=A’B


                                               9
Agrupamientos de dos términos (pares):




     x=A’B’C’+AB’C’
      =B’C’



                      x=A’B’CD+A’B’CD’+AB’C’D’+ AB’CD’
                       =A’B’C+AB’D’

                                                     10
Agrupamientos de cuatro términos
 (cuádruples):




    x=C




                                   x=AB


                                          11
Agrupamientos de cuatro términos
 (cuádruples):




         x=BD                      x=AD’


                                           12
Agrupamientos de cuatro términos
 (cuádruples):




                       x=B’D’


                                   13
Agrupamientos de ocho términos (octetos):




          x=B’                   x=D’


                                            14
1. Construir el mapa de Karnaugh.
2. Encontrar los unos que no sean adyacentes a
    ningún otro uno (unos aislados).
3. Encontrar aquellos unos que sean adyacentes a
    sólo otro uno (pares).
4. Agrupar los octetos aunque algunos unos se
    hayan repetidos.
5. Agrupar cuádruples que contenga uno o más unos
    que se hayan repetido. Utilizar el número mínimo
    de agrupamientos.
6. Agrupar cualquier par que sea necesario para
    incluir los unos que no se han repetido.
7. Realizar la suma de todos los agrupamientos
                                                       15
x=A’B’CD’+ACD+BD


                   16
x=A’B+BC’+A’CD


                 17
x=ABC’+A’C’D+A’BC+ACD

                        18
x=A’C’D+A’BC+AB’C’+ACD’


                          19
   Simplificar la expresión A’B’C’+B’C+A’B
    utilizando mapas de Karnaugh




                                              20
   Algunos circuitos lógicos se pueden diseñar
    considerando que hay algunas condiciones de
    entrada para las cuales no se especifica o no
    afectan la salida. En este caso no se
    especifica el valor de la variable y se puede
    considerar como uno o como cero según
    convenga en el procedimiento de reducción.




                                                    21
A   B   C   X
0   0   0   1
0   0   1   1
0   1   0   1
0   1   1   0
1   0   0   0
1   0   1   0
1   1   0   1
1   1   1   0




                22
Simplificar las expresiones dadas por:
1. f = a'b + ab' + ab
2. f = a'b + ab'c + c'
3. f = ac'd' + a'bd + abcd + ab'cd + a'bc'd' +
 a'b'c'd‘           A  B C X

4.                  0  0 0 0

                   0   0   1   0

                   0   1   0   1

                   0   1   1   0

                   1   0   0   1

                   1   0   1   0
                   1   1   0   1
                   1   1   1   0
                                                 23
A   B   C   X
5.   0   0   0   0

     0   0   1   0

     0   1   0   0

     0   1   1   1

     1   0   0   0

     1   0   1   1
     1   1   0   1
     1   1   1   1

6. f=A’B’C’D’+A’BC’D’+AB’CD’+AB’CD’+AB’CD+
  ABC’D
7. F=A’B’C’D+A’B’CD+A’BCD’+AB’C’D’+AB’C’D+
  ABCD condiciones no importa: A’B’CD’, ABC’D


                                                24
   Los mapas de Karnaugh presentan un
    procedimiento ordenado para la
    simplificación de expresiones lógicas
   Los mapas de Karnaugh pueden requerir
    menos etapas en la reducción, especialmente
    cuando la función contiene muchos términos.
   Con los mapas de Karnaugh siempre se
    produce una expresión mínima y se reduce la
    cantidad de errores.



                                                  25

Mapas de karnaugh

  • 1.
  • 2.
    El algebra de Boole es útil para reducir expresiones de funciones boleanas. Otro método que podría resultar más conveniente y fácil de visualizar para realizar estas simplificaciones es la utilización de los mapas de Karnaugh.  Un mapa de Karnaugh es un método gráfico que se utiliza para simplificar una ecuación lógica para convertir una tabla de verdad a su circuito lógico correspondiente en un proceso simple y ordenado. 2
  • 3.
    Los mapas de Karnaugh tiene el mismo problema de las tablas de verdad, aumenta su tamaño en forma exponencial dependiendo del número de variables de entrada.  Los mapas de Karnaugh se pueden utilizar para resolver problemas con cualquier número de variables, sin embargo, debido al crecimiento exponencial en su tamaño, sólo son prácticos para problemas de hasta 5 variables. Para 6 variables o más es mejor utilizar algebra de Boole. 3
  • 4.
    El mapa de Karnaugh es un medio gráfico para representar una tabla de verdad, es decir, es una relación entre las entradas de un circuito y sus salidas. A B X 0 0 1 x=A’B’+AB 0 1 0 1 0 0 1 1 1 4
  • 5.
    A B C X x=A’B’C’+A’B’C+A’BC+ABC’ 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 5
  • 6.
    A B C D X 0 0 0 0 0 x=A’B’C’D+A’BC’D+ABC’D+ABCD 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 6
  • 7.
  • 8.
    Los cuadros en el mapa se marcan de modo que los cuadros adyacentes difieran sólo en una variable tanto vertical como horizontalmente (código gray).  Una vez que se tiene el mapa, la expresión lógica de la salida se puede obtener como una suma de productos canónicos considerando sólo las posiciones que tienen 1. 8
  • 9.
    La expresión desalida obtenida se puede simplificar combinando los cuadros del mapa que contienen 1. Este proceso se denomina agrupamiento. Agrupamientos de dos términos (pares): x=A’BC’+ABC’=BC’ x=A’BC’+A’BC=A’B 9
  • 10.
    Agrupamientos de dostérminos (pares): x=A’B’C’+AB’C’ =B’C’ x=A’B’CD+A’B’CD’+AB’C’D’+ AB’CD’ =A’B’C+AB’D’ 10
  • 11.
    Agrupamientos de cuatrotérminos (cuádruples): x=C x=AB 11
  • 12.
    Agrupamientos de cuatrotérminos (cuádruples): x=BD x=AD’ 12
  • 13.
    Agrupamientos de cuatrotérminos (cuádruples): x=B’D’ 13
  • 14.
    Agrupamientos de ochotérminos (octetos): x=B’ x=D’ 14
  • 15.
    1. Construir elmapa de Karnaugh. 2. Encontrar los unos que no sean adyacentes a ningún otro uno (unos aislados). 3. Encontrar aquellos unos que sean adyacentes a sólo otro uno (pares). 4. Agrupar los octetos aunque algunos unos se hayan repetidos. 5. Agrupar cuádruples que contenga uno o más unos que se hayan repetido. Utilizar el número mínimo de agrupamientos. 6. Agrupar cualquier par que sea necesario para incluir los unos que no se han repetido. 7. Realizar la suma de todos los agrupamientos 15
  • 16.
  • 17.
  • 18.
  • 19.
  • 20.
    Simplificar la expresión A’B’C’+B’C+A’B utilizando mapas de Karnaugh 20
  • 21.
    Algunos circuitos lógicos se pueden diseñar considerando que hay algunas condiciones de entrada para las cuales no se especifica o no afectan la salida. En este caso no se especifica el valor de la variable y se puede considerar como uno o como cero según convenga en el procedimiento de reducción. 21
  • 22.
    A B C X 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 22
  • 23.
    Simplificar las expresionesdadas por: 1. f = a'b + ab' + ab 2. f = a'b + ab'c + c' 3. f = ac'd' + a'bd + abcd + ab'cd + a'bc'd' + a'b'c'd‘ A B C X 4. 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 0 1 1 1 1 0 23
  • 24.
    A B C X 5. 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 6. f=A’B’C’D’+A’BC’D’+AB’CD’+AB’CD’+AB’CD+ ABC’D 7. F=A’B’C’D+A’B’CD+A’BCD’+AB’C’D’+AB’C’D+ ABCD condiciones no importa: A’B’CD’, ABC’D 24
  • 25.
    Los mapas de Karnaugh presentan un procedimiento ordenado para la simplificación de expresiones lógicas  Los mapas de Karnaugh pueden requerir menos etapas en la reducción, especialmente cuando la función contiene muchos términos.  Con los mapas de Karnaugh siempre se produce una expresión mínima y se reduce la cantidad de errores. 25