UEM/CTC – Departamento de Informática Curso: Ciência da Computação Professor: Flávio Rogério Uber UEM/DIN – Prof. Flávio Uber Eletrônica Digital Mapa de Karnaugh Obs.: a elaboração deste material foi baseada no material do prof. Dr. João Angelo Martini (UEM/DIN) e maioria das figuras é de sua autoria. Mapa de Karnaugh UEM/DIN – Prof. Flávio Uber -Representação gráfica (visual) da tabela verdade -Usado para simplificar expressões ou circuitos lógicos Mapa de Karnaugh (4 variáveis) TV para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber A B C D S 0 0 0 0 S1 0 0 0 1 S2 0 0 1 0 S3 0 0 1 1 S4 0 1 0 0 S5 0 1 0 1 S6 0 1 1 0 S7 0 1 1 1 S8 1 0 0 0 S9 1 0 0 1 S10 1 0 1 0 S11 1 0 1 1 S12 1 1 0 0 S13 1 1 0 1 S14 1 1 1 0 S15 1 1 1 1 S16 Mapa de Karnaugh para 4 variáveis C A C S1 S2 S4 S3 S5 S6 S8 S7 S13 S14 S16 S15 S9 S10 S12 S11 A D D D B B B Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C C Hexa 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 B A A D D D H1=1 B B Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C C Octeto 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 B A A D D D B B O1=D Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C C Octeto 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 B A A D D D B B O1=B Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C C Octeto 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 B A A D D D B B O1=D Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C C Octeto 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 B A A D D D B B O1=B Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C C Quadra 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 B A A D D D B B Q1=BD Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C C Quadra 0 1 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 B A A D D B Q1=BD Q2=BD B D S=BD+BD Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 4 variáveis UEM/DIN – Prof. Flávio Uber C Pares C 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 0 0 B A A D D P1=BCD B P2=ABD B D S=ABD+BCD Exercício Determine a expressão da TV e simplifique o circuito por meio de Mapa de Karnaugh 1) A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 12 Solução Determine a expressão da TV e simplifique o circuito por meio de Mapa de Karnaugh 1) A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 Expressão da TV S=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD +ABCD+ABCD+ABCD C C 0 1 1 1 0 1 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 B A A D Q1=AC 13 D D B O1=D P1=ABC B S=ABC+AC+D Exercício Determine a expressão da TV e simplifique o circuito por meio de Mapa de Karnaugh 2) A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 14 Solução Determine a expressão da TV e simplifique o circuito por meio de Mapa de Karnaugh 2) A B C D S 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 1 1 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 0 0 1 1 1 1 1 Expressão da TV S=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD C C 0 1 1 0 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 1 B Q1=AD A A D P1=BCD D B B Q2=AB I1=ABCD D S=AD+AB+BCD+ABCD 15 Exercício Determine a expressão da TV e simplifique o circuito por meio de Mapa de Karnaugh 3) A B C D S 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 16 Solução Determine a expressão da TV e simplifique o circuito por meio de Mapa de Karnaugh 3) A B C D S 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 Expressão da TV S=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD +ABCD+ABCD+ABCD C C 1 0 0 1 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 B A A D Q2=BC 17 D D B O1=D Q1=AB B S=D+AB+BC Exercícios Minimize as expressões usando Mapa de Karnaugh 1) Expressão S=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABC D 2) Expressão S=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABC D 18 Solução Minimize as expressões usando Mapa de Karnaugh 1) Expressão S=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABC D C P4=ABD C 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 B A A D D P5=ACD B B P1=ABC P2=ABD P3=ABC D S=ABC+ABD+ABC+ABD+ACD 19 Solução Minimize as expressões usando Mapa de Karnaugh 2) Expressão S=ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABCD+ABC D C C 1 1 0 1 0 1 0 0 B A 0 1 1 0 1 1 0 1 A D D B Q1=CD P1=ABD B D S=ABD+CD+BD Q2=BD 20 Mapa de Karnaugh Mapa de Karnaugh para 5 variáveis TV para 5 variáveis A B C D E S 0 0 0 0 0 S1 0 0 0 0 1 S2 0 0 0 1 0 S3 0 0 0 1 1 S4 0 0 1 0 0 S5 0 0 1 0 1 S6 ... 25=32 Combinações 1 1 0 1 1 S28 1 1 1 0 0 S29 1 1 1 0 1 S30 1 1 1 1 0 S31 1 1 1 1 1 S32 21 Fundamentos de Lógica Mapa de Karnaugh para 5 variáveis A D B D D S1 S2 S4 S3 S5 S6 S8 S7 S13 S14 S16 S15 B S9 E A S10 S12 E S11 C B C D S17 S18 S20 S19 S21 S22 S24 S23 S29 S30 S32 S31 S25 S26 S28 S27 B C E E 22 E E C C C Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 5 variáveis Hexa A D 0 A D 0 0 D 0 C B D 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 C B 1 1 1 1 1 1 1 1 B 0 E 0 0 E 0 C B C E E H1=C 23 E E C C Mapa de Karnaugh Exemplos de Agrupamentos Mapa de Karnaugh para 5 variáveis Octeto A D 0 A Q1=BDE D 0 0 D 1 C B D 0 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 0 1 0 0 0 C B 0 1 1 1 0 1 1 0 B 1 E 0 0 E 0 C B C E E E O1=CE P1=BCDE S=CE+BDE+BCDE 24 E C C Exercício 1) Determine a expressão da TV e simplifique o circuito usando Mapa de Karnaugh A B C D E S A B C D E S 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 1 ABCDE 1 0 1 0 0 0 0 0 1 0 1 1 ABCDE 1 0 1 0 1 1 ABCDE 0 0 1 1 0 0 1 0 1 1 0 1 ABCDE 0 0 1 1 1 1 ABCDE 1 0 1 1 1 0 0 1 0 0 0 1 ABCDE 1 1 0 0 0 0 0 1 0 0 1 1 ABCDE 1 1 0 0 1 0 0 1 0 1 0 1 ABCDE 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 0 1 ABCDE 0 1 1 0 1 1 ABCDE 1 1 1 0 1 1 ABCDE 0 1 1 1 0 1 ABCDE 1 1 1 1 0 1 ABCDE 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 1 ABCDE ABCDE ABCDE 25 Solução 1) Determine a expressão da TV e simplifique o circuito usando Mapa de Karnaugh P4=ABDE P5=ABDE D 1 A A D 0 1 P1=ACDE Q1=CDE D 0 C B D 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 C B 1 1 1 0 0 1 0 1 B 1 E 1 0 E 1 C B C E E E C C E Q2=ABC P3=ABCD P2=ABDE S=CDE+ABC+ACDE+ABDE+ABCD+ABDE+ABDE 26 Exercício 2) Minimize a expressão booleana S usando Mapa de Karnaugh Expressão: S=ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCD E +ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE 27 Solução 2) Minimize a expressão booleana S usando Mapa de Karnaugh S=ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCD E +ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE+ABCDE A D 1 A P1=ACDE O1=BD D 1 0 D 0 C B D 1 1 0 0 1 1 0 1 0 0 1 1 1 0 1 1 C B 1 1 0 0 0 0 0 0 B 1 E 0 0 E 0 C B C E E E C C E Q1=ABD Q2=CDE S=BD+ABD+ACDE+CDE 28 Mapa de Karnaugh Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes • Condição Irrelevante: para determinadas combinações de entradas, a saída pode assumir o valor 0 ou 1 indiferentemente • Para se utilizar a condição irrelevante no mapa de Karnaugh, deve-se adotar o valor que possibilite o maior agrupamento A B C S 0 0 0 X 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 B B A X 1 1 1 A 0 0 0 0 C C Q1=A C Se escolhermos X=1 ⇒ obtemos um agrupamento maior Expressão Simplificada a partir do MK S=A 29 Mapa de Karnaugh Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes • Condição Irrelevante: para determinadas combinações de entradas, a saída pode assumir o valor 0 ou 1 indiferentemente • Para se utilizar a condição irrelevante no mapa de Karnaugh, deve-se adotar o valor que possibilite o maior agrupamento A B C S 0 0 0 X 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 0 B P2=AC B A X 1 1 1 A 0 0 0 0 C C P1=AB C Se escolhermos X=0, obtemos um agrupamento menor Expressão Simplificada a partir do MK S=AB+AC 30 Exercício Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes Simplifique as expressões das TVs usando Mapa de Karnaugh 1) A B C S 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 X 1 0 0 X 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 31 Solução Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes Simplifique as expressões das TVs usando Mapa de Karnaugh 1) A B C S 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 X 1 0 0 X 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 B B A 0 0 X1 0 A X2 1 1 1 C C Q1=A C 1 Se escolhermos X1=0 e X2=1, obtemos uma expressão mais simplificada S=A Expressão Simplificada a partir do MK 32 Exercício Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes Simplifique as expressões das TVs usando Mapa de Karnaugh 2) A B C S 0 0 0 1 0 0 1 X 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 X 1 0 1 1 1 1 0 X 1 1 1 X 33 Soluçõe s Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes Simplifique as expressões das TVs usando Mapa de Karnaugh 2) A B C S 0 0 0 1 0 0 1 X 0 1 0 0 0 1 1 1 1 0 0 X 1 0 1 1 1 1 0 X 1 1 1 X B Q1=B B A 1 X 1 0 A X 1 X X C C Q2=C C Expressão Simplificada a partir do MKS=B+C 34 Exercício Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes Simplifique as expressões das TVs usando Mapa de Karnaugh 3) A B C D S 0 0 0 0 X 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 X 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 X 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 X 1 1 1 0 0 1 1 1 1 X 35 Soluçõe s Mapa de Karnaugh com condições irrelevantes Simplifique as expressões das TVs usando Mapa de Karnaugh 3) A B C D S 0 0 0 0 X 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 X 0 1 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 1 0 1 0 X 1 0 1 1 0 1 1 0 0 0 1 1 0 1 X 1 1 1 0 0 1 1 1 1 X C C X 0 X 1 1 0 1 1 0 X X 0 0 1 0 X B A A D P1=ACD D B B D Q2=AC S=AD+AC+ACD 36 Q1=AD