Informática

Mapas de Karnaugh

Marca las celdas del mapa (clic: 0 → 1 → X) o escribe los minterms, y obtén la expresión mínima con cada grupo resaltado.

Clic en una celda: 0 → 1 → X. El número pequeño es el minterm.

Pasa el ratón por un término para ver su grupo en el mapa.

Ejemplos:

Qué es un mapa de Karnaugh

Es la tabla de verdad dibujada de forma que dos celdas vecinas se diferencien en una sola variable. Para conseguirlo, filas y columnas siguen el código Gray (00, 01, 11, 10) en lugar del orden binario. Así, cuando dos unos están juntos, la variable que cambia entre ellos se puede eliminar: A·B·C + A·B·C' = A·B.

El mapa «da la vuelta»: la última columna es vecina de la primera y la última fila, de la primera. Por eso las cuatro esquinas de un mapa de 4 variables pueden formar un único grupo.

Reglas para agrupar

  1. Los grupos son rectángulos de 1, 2, 4, 8 o 16 celdas (potencias de 2).
  2. Haz los grupos lo más grandes posible: un grupo de 2k celdas elimina k variables.
  3. Usa el menor número de grupos que cubra todos los unos. Una celda puede estar en varios grupos.
  4. Las indiferencias (X) se usan como 1 si ayudan a agrandar un grupo, pero no hace falta cubrirlas.
  5. De cada grupo, quédate con las variables que no cambian: sin negar si valen 1 y negadas si valen 0.

Ejemplo · F = Σm(0, 2, 5, 7, 8, 10, 13, 15)

Las cuatro esquinas (0, 2, 8, 10) forman un grupo en el que B = 0 y D = 0 en todas: B'D'. Las cuatro celdas centrales (5, 7, 13, 15) tienen B = 1 y D = 1: BD. Resultado: F = B'D' + BD, que es la XNOR de B y D. A y C desaparecen porque no influyen.

Suma de productos o producto de sumas

Para la forma SOP se agrupan los unos y cada grupo da un producto. Para la forma POS se agrupan los ceros: cada grupo da una suma en la que las variables aparecen al revés (negada si vale 1 en el grupo). Las dos son correctas; según la función, una puede salir más corta que la otra, y la POS suele ser más cómoda para implementar con puertas NOR.

Cómo calcula la herramienta el resultado

Además de dibujar los grupos, la herramienta aplica el método de Quine-McCluskey: genera todos los implicantes primos (los grupos más grandes posibles), elige primero los esenciales —los únicos que cubren algún uno— y después prueba todas las combinaciones de los restantes para encontrar la cobertura con menos términos y, a igualdad, con menos literales. Con 4 variables o menos esto garantiza una expresión mínima. Si hay varias igual de cortas, se muestra una de ellas, así que la tuya puede ser distinta y también correcta.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el orden es 00, 01, 11, 10 y no 00, 01, 10, 11?

Porque entre 01 y 10 cambian dos bits a la vez. En código Gray cada paso cambia un único bit, que es lo que permite que las celdas adyacentes se simplifiquen.

¿Qué es un implicante primo esencial?

Un implicante primo es un grupo que no se puede hacer más grande. Es esencial si cubre al menos un uno que ningún otro grupo cubre: tiene que aparecer obligatoriamente en la expresión mínima.

¿Y para 5 o más variables?

Los mapas de 5 y 6 variables se dibujan como dos o cuatro mapas de 4 superpuestos, pero son muy difíciles de leer. En la práctica se usa Quine-McCluskey o herramientas como Espresso. Puedes obtener la tabla de verdad de cualquier expresión en el generador de tablas de verdad.

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