miércoles, 3 de octubre de 2012

CIRCUITO DE LAS FUNCIONES


Para la realización del circuito se utilizara el programa Multimedia Logic.
Este programa nos facilitara el construir nuestro circuito , lo primero que debemos saber es para que sirve cada compuerta.



Estos son las compuertas que hay, para el caso del ejercicio utilizaremos AND, OR, NOT. Las cuales nos ayudan a  multiplicar, sumar y negar.



Para la construcción del circuito se comienza por poner 4 Led, los cuales se representan como un apagador rojo con los numero de 0 y 1.

Teniendo los cuatro Led que representan las variables A,B,C,D se continua por poner AND, se deben poner los suficientes .

En el caso de X= ABC D + ABC + ACD + ABCD

Se necesitaran 4 AND, 7 NOT y 1 OR.

Al final de tener estos símbolos se deben unir mediante conectores los cuales se representan con una línea y 2 puntos. Al unir todos se debe hacer lo mismo con las funciones de Y y Z, al igual que X se unen para al final tener una sola suma y poner al final un interruptor para comprobar si es correcta la unión de las funciones.



Cabe recordar que al poner un OR o un AND, solo se pueden poner 4 conectores como máximo, esto se puede hacer dando doble click en el símbolo y seleccionar 4 conectores.

REDUCCION DE LAS FUNCIONES MEDIANTE MAPAS DE KARNAUGH


Esto es equivalente a resolver las simplificaciones por teoremas. Sin embargo, mucha gente considera que resulta más fácil visualizar las simplificaciones si se presentan gráficamente.

Los mapas de Karnaugh pueden aplicarse a dos, tres, cuatro y cinco variables.
Para más variables, la simplificación resulta tan complicada que conviene en ese caso utilizar teoremas mejor.

Ejemplos de simplificaciones:

Ejemplo 1:
 Simplifica la función de dos variables f = a'b + ab' + ab
Lo primero que debo de hacer es representarlo en un mapa de dos variables. Se representa como una tabla. Para llenar la tabla, pongo un uno donde se intersecte el valor de la función. Por ejemplo, para el primer término de la función f = a'b + ab' + ab, se ha marcado en rojo donde se puso el 1 en la tabla.




Una vez hecho el mapa, debemos marcar las regiones contiguas que manejen 1s. Aquí en el dibujo vemos cómo se marcan dos regiones. Estas regiones son las simplificaciones. Como la región azul involucra solamente a la b, eso representa. La región verde, por su parte, involucra solamente a la a. Para cada región, debemos checar qué variables involucra. En el caso de la región azul, cubre a la b, pero con respecto a la variable a maneja tanto a como a', y por eso se descarta la a. Una vez definidas las regiones, se escribe la función simplificada f= b + a.



Así se resuelve  la simplificación de una función con 2 variables, pero en el caso del ejercicio son 4 variables, y se obtiene 3 funciones así que se debe realizar  un cuadro para cada función obtenida.

En este caso utilizaremos a la función X

X= ABCD + A BCD + A BCD + A BCD + AB CD

Para organizar el mapa se debe acomodar de la siguiente manera:


CD
AB
00
01
11
10
00
0
0
0
1
01
1
0
1
1
11
0
0
0
1
10
0
0
0
0

Se agrupan en columnas de 2 combinaciones, representadas por
AB y CD.
Para obtener los “1” de la función , se debe guiar con la ecuación obtenida.
 En el primer caso  ABCD, se debe ubicar primero al grupo de AB el cual equivale a 00, una vez ubicado en el mapa, se debe buscar el siguiente grupo CD, el cual equivale a  01.

Se hace lo mismo con los siguientes términos y una vez obtenidos, se deben agrupar los “1”, como se muestra en el mapa.

El siguiente paso es obtener la función reducida, para obtener el primer grupo, se observa el primer termino, el cual esta subrayado en color guinda.

Este termino pasa igual debido a que no esta agrupado, en el caso de los valores agrupados en color verde, se opera, como se observa 10-00 esta solo así que los valores pasan igual, pero en 10-00 y 10-01 se debe operar a CD.

En C como los dos términos equivalen a 0 el resultado es 0, esto significa que en la función C es negada. En el caso de D como los términos son 0 y 1, D no se pone.

Al final se obtiene la función:

X= ABC D + ABC + ACD + ABCD

FUNCIONES LOGICAS


Es una función cuyo dominio son las palabras conformadas por los valores binarios 0 ó 1 ("falso" o "verdadero"), y cuyo codominio son ambos valores 0 y 1.

Existen distintas formas de representar una función lógica, entre las que podemos destacar las siguientes:
  • ·      Algebraica
  • ·      Por tabla de verdad
  • ·      Numérica
  • ·      Gráfica


En el caso del ejercicio se utilizara la forma por tabla de verdad para obtener la función.



En el caso del ejercicio, se obtendrán 3 funciones, la función de X, Y, Z, 

Para obtener la función en cada caso se debe observar, en que valor de la incógnita equivale a 1, en este caso haremos el ejemplo con X.

En los casos en donde X equivale  1, son en las combinaciones 0001, 1000, 1001, 1011, 1101. A partir de las combinaciones se formara la función.

En el caso en donde la variable equivalga a 0, en la función aparecerá como negada , y si equivale a 1 pasara igual.

La función de X equivale a:

X= ABCD + A BCD + A BCD + A BCD + AB CD
       0001       1000       1001        1011       1101

En el primer caso ABC son negadas, en el segundo BCD son negadas, en el tercero lo son BC, en el cuarto B es negada y por ultimo C es negada.

TABLA DE VERDAD


Las tablas de verdad son, por una parte, uno de los métodos más sencillos y conocidos de la lógica formal, pero la mismo tiempo también uno de los más poderosos y claros. Entender bien las tablas de verdad es, en gran medida, entender bien a la lógica formal misma. 

Una tabla de verdad contiene todos los valores posibles de una función lógica dependiendo del valor de sus variables. El número de combinaciones posibles para una función de "n" variables vendrá dado por 2 a la n.

En el  caso del ejercicio planteado las incógnitas son 4, esto quiere decir que las combinaciones posibles son 16.  (2 a la 4)=16

Las combinaciones de una tabla de verdad con 4 incógnitas van de 0000 hasta 1111.


En este ejemplo de tabla podemos ver las combinaciones posibles. Para obtener las salidas del "ejercicio de los amigos" se deben revisar los datos que se nos dan, el ejercicio plantea que:

AD>BC = X
AD=BC = Y
AD<BC = Z

El valor de las incógnitas se obtendrá cumpliendo estos datos. Para colocar el resultado de las combinaciones se usara el numero "1", y en las demás incógnitas se colocara un "0".

Ejem.

ABDC       X Y Z
0000       010

En este caso el resultado es Y=1,  "X" y "Z" equivalen a "0", haciendo referencia a los datos proporcionados en donde "AB" es igual a "BC".

CAJA NEGRA

Se denomina CAJA NEGRA a aquel elemento que es estudiado desde el punto de vista de las entradas que recibe y las salidas o respuestas que produce, sin tener en cuenta su funcionamiento interno.

En el caso del "ejercicio de los amigos" la caja negra la obtenemos mediante los datos proporcionados, en donde los amigos representan las entradas, y la combinación de los lugares a donde irán serán las salidas o respuestas.



      
         ENTRADAS                                        PROCESO O INCOGNITA                                   SALIDAS

LOS AMIGOS

Jaime, Jacinto, Jorge y Juan quieren pasar un viernes juntos, pero no saben a donde ir; asi que cada uno propuso un lugar.
Jaime quiere ir a una fiesta, Jacinto quiere ir al cine, Jorge a un restaurante y Juan a un billar. De los lugares propuestos optan por ir a 2, a la fiesta y el billar o al cine y al restaurante, ellos votan y deciden que si la fiesta o el billar son mayoria iran a estos 2. Pero si el cine o el restaurante son mayoria iran a estos lugares.
En dado caso que haya empate iran a la casa de Jaime.



DATOS

A= Fiesta                          AD>BC= X   (fiesta y billar)
B= Cine                            AD=BC= Y   (casa de Jaime)
C= Restaurante                 AD<BC= Z    (Restaurante y cine)
D= Billar
                                                                     CAJA NEGRA






TABLA DE VERDAD








FUNCIONES LOGICAS

 (los términos en cuadrado serán negados)



              X= ABC D + A BCD + A BCD + A BCD + AB CD

             Y= ABCD + ABCD + AB CD+ A BC D + AB CD +ABCD


             Z= ABC D + AB CD + ABC D + ABCD + ABC D



SIMPLIFICACION DE LAS FUNCIONES

Para X


CD
AB
00
01
11
10
00
0
0
0
1
01
1
0
1
1
11
0
0
0
1
10
0
0
0
0
 
      X= ABC D + ABC + ACD + ABCD



                                                         Para Y


CD
AB
00
01
11
10
00
1
0
1
0
01
0
1
0
0
11
1
0
1
0
10
0
0
0
1

Y=  ABCD + ABCD + AB CD+ A BC D + AB CD +ABCD

                                                        Para Z




CD
AB
00
01
11
10
00
0
1
0
0
01
0
0
0
0
11
0
1
0
0
10
1
1
1
0


Z=  AB CD + A C D + ABC + BCD





    CIRCUITO



Y ES ASI COMO SE REALIZA ESTE PROBLEMA, SE OBTUVO:
  • CAJA NEGRA
  • TABLA DE VERDAD
  • FUNCIONES 
  • REDUCCION DE LAS FUNCIONES MEDIANTE MAPAS DE KARNAUGH
  • CIRCUITO DE LAS FUNCIONES REDUCIDAS