Actividad 6


Resolución de problemas con Mapas de Karnaugh

Para esta actividad, se plantea la resolución de una función lógica de 4 variables, mediante mapas de Karnaugh. Posteriormente, se utilizará el Entrenador de Puertas Lógicas, para validar los resultados obtenidos en nuestro mapa.

El objetivo de esta actividad es, por tanto, aprender a simplificar funciones lógicas de 4 variables, así como aplicarlas y verificar resultados con el Entrenador.

De esta manera, jugaremos con los interruptores situados con cada una de las puertas lógicas, observaremos las salidas generadas en función de las diferentes combinaciones de entradas que configuremos, conectaremos varias puertas entre sí, y elaboraremos una tabla de verdad y el mapa de Karnaugh para el resultado de la combinación de puertas propuesta.

Puedes elaborar el circuito que tú consideres, pero te proponemos la siguiente tabla de verdad:


Entrada AEntrada BEntrada CEntrada DSalida
Y
00001
00010
00101
00111
01000
01010
01100
01111
10000
10011
10100
10111
11000
11011
11100
11111

Recuerda que, para realizar esta actividad, debes definir el mapa de Karnaugh en función del número de entradas.
Recuerda que, una vez obtenido el resultado del mapa de Karnaugh, debes simplificar la función para reducir al máximo el número de puertas lógicas a utilizar.
Recuerda dibujar el circuito antes de comenzar a montarlo, puedes hacerlo en papel o digitalmente, como este:


Una vez hayas realizado las conexiones pertinentes en el Entrenador de Puertas Lógicas, apunta las salidas en función de las entradas que vayas configurando. Así, posteriormente podremos realizar y verificar la tabla de verdad.
El mapa de Karnaugh que se obtiene a partir de la tabla de verdad del enunciado, es el siguiente:

De esta manera, la función resultado de este mapa es la siguiente:


En este caso, al simplificar la función, reduciremos la utilización de puertas lógicas (tendremos tres puertas AND, dos puertas OR y tres puertas NOT): 

Así, si montamos el circuito en el Módulo de Puertas, el resultante sería el siguiente:



Las tablas de verdad obtenidas para la salida de cada puerta en el Entrenador son:

Entrada ASalida Y1 (NOT 1)
01
10

Entrada BSalida Y2 (NOT 2)
01
10

Entrada DSalida Y3 (NOT 3)
01
10
Las salida de las puertas NOT 1 (Y1) y 2 (Y2), la pasaremos ahora por la puerta AND 1, (Y4) para conseguir esa multiplicación de A negada con B negada; la tabla de verdad obtenida será:

Entrada ASalida Y1
()
Entrada BSalida Y2
()
Salida Y4
()
01011
10010
01100
10100
La salida de la puerta AND 1 (Y4), junto con la puerta NOT 3 (Y3), la pasaremos ahora por la segunda puerta AND 2 (Y5), para conseguir esa multiplicación de A negada con B negada y con D negada; la tabla de verdad obtenida será:

Salida Y4
()
Entrada DSalida Y3
()
Salida Y5
()
0010
1011
0100
1100
Ahora bien, vamos con la segunda parte de la función, antes de la puerta OR final. En este caso, se cogerán las entradas A y C y se pasarán por la puerta OR 1 (Y6), obteniendo el siguiente resultado:

Entrada AEntrada CSalida Y6 (A + C)
000
011
101
111
Acto seguido, pasaremos la entrada D y salida de la OR 1 (Y6), por la puerta AND 3 (Y7), obteniendo lo siguiente:

Entrada DSalida Y6 (A + C)Salida Y7
()
000
010
100
111
Por último, la salida de la puerta AND 2 (Y5 = ), junto con la salida de la puerta AND 3
(Y7 = ), las pasaremos ahora por la puerta OR 2 (Y8), para conseguir la función final; la tabla de verdad obtenida será:

Salida Y5
()
Salida Y7
()
Y8 (Salida OR 2)
000
011
101
111
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