数字比较器和幅度比较器

在数字系统中进行算术或逻辑运算时,需要数据比较。这个比较决定了一个数是大于、等于还是小于另一个数。数字比较器广泛应用于组合系统中,它是专门用于比较二进制数的相对大小的。

这些也可用IC形式提供,具有不同位比较的配置,例如4位,8位等。多于一个比较器也可以在级联布置中连接,以执行更长长度的数量的比较。无论我们想要比较两个二进制数,首先要比较最高的位。

如果这些MSB是相等的,那么我们只需要比较下一个重要的位。但是如果MSBS不等于,那么明确表示A大于或小于B,并且比较的过程停止。

例如,两个2位数字是A = A1A0和B=B1B0。如果A1不等于B1,那么很明显当A1 =1 & B1= 0时A大于B,或者当A0= 0 & B0 =1时A小于B。在这一阶段,比较的过程停止了。

如果msb相等,即A1=B1,那么我们需要比较下一个有效位A0和B0,并决定该数字是否大于、小于或等于。因此,比较器产生三个输出,L, E和G对应于小于,等于和大于比较。

数字比较器可以是两种类型

身份比较器

只有一个输出端并产生低或高输出的比较器是恒等比较器。

幅度比较器

具有三个输出端子的比较器和三个条件的检查,即大于或小于或等于是幅度比较器。

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数字比较器

幅度数字比较器是比较两个数字或二进制数(考虑A和B)的组合电路,并确定它们的相对幅度,以便找出一个数字是否等于,小于或大于其他数字数。

三个二进制变量用于指示与> B,A

数字比较器方框图

这些比较器可以根据应用需求比较2位、4位和8位的数字。这些可以在TTL和CMOS逻辑家族IC中使用,其中一些IC包括IC 7485(4位比较器),IC 4585(4位比较器在CMOS家族)和IC 74AS885(8位比较器)。

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单位幅度比较器

用于比较两位的比较器,即每个单位的两个数字称为单位比较器。它由两个输入组成,用于允许两个单个位数和三个输出产生小于,等于且大于比较输出。

下图显示了单个比特幅度比较器的框图。该比较器比较两个比特并产生3个输出中的一个(a b)。

一位比较器

下面给出了单位比较器的真相表。当A0 B0 = 00&11时,两个输入都相等,因此A = B输出将很高。当A0 B0 = 01,B超过A并且因此AB处于活动状态。

单位比较器真值表

从真值表中可以将每个输出的逻辑表达式表示为

经验值

通过使用这些布尔表达式,我们可以用两个与门、一个非门和一个Ex-NOR门实现这个比较器的逻辑电路,如下图所示。与门用于判断一个二进制数是否小于大于另一个二进制数,而Ex-NOR门用于判断两个二进制数是否相等。

单位比较器逻辑图

在该图中,一个和栅极具有A0(B0)̅的输入,另一个具有输入(A0)̅B0。因此,一个和栅极输出为1,如果a0> b0(即,a0 = 1和b0 = 0),则为零,如果a0 b0(即,a0 = 1 b0 = 0)为零。

Ex-NOR门具有输入A0 B0,因此,如果A0 = B0,则Ex-NOR门的输出将为1,如果A0不等于B0,则输出将为0。

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2位比较器

2位比较器比较两个二进制数,每个二进制数产生它们之间的关系,例如一个数大于或小于另一个数。下图显示了一个2位比较器的框图,它有四个输入和三个输出。

第一号码A被指定为= A1A0,第二个数字被指定为B = B1B0。该比较器产生三个输出为g(g = 1,如果a> b),e(e = 1,如果a = b)和l(如果a 两位比较器该比较器的真相表如下所示,其描绘了各种输入和输出状态。

二比特比较器真值表

上述真相表的k映射简化如下。

k映射两位比较器

由上述k-map化简,每个输出可以表示为

Exp2.

通过为每个输出使用上述布尔方程式,可以通过使用四个非栅极,七个和门,两个或门和两个前栅格来实现逻辑图。

下图显示了一个使用基本逻辑门的2位比较器的逻辑图。也可以通过两个1位比较器级联来构造这个比较器。

两个位比较器逻辑图回到顶部

4位比较器

它可以用来比较两个四位词。两个4位数是A = A3 A2 A1 A0和B3 B2 B1 B0,其中A3和B3是最有效的位。

它将一个数字中的每个比特与另一个数字中的每个比特进行比较,并产生下列输出之一:A = B、A < B和A>B。该转换器的输出逻辑语句为

  • 如果A3 = 1和B3 = 0,则a大于b(a> b)。或者
  • 如果A3和B3相等,如果A2 = 1 B2 = 0,那么A > b
  • 如果A3和B3等于&A2和B2等于,并且如果A1 = 1,并且B1 = 0,则A> B。或者
  • 如果A3和B3相等,A2和B2相等,A1和B1相等,如果A0 = 1, B0 = 0,那么A > B。

根据上面的语句,输出A > B逻辑表达式可以写成

Exp3.当一个数字的所有单个位与另一个数字的相应位完全一致时,产生相等的输出。然后可以写入A = B输出的逻辑表达式

E =(A3 EX-NOR B3)(A2 EX-NOR B2)(A1 EX-NOR B1)(A0 EX-NOR B0)

根据上面的输出布尔表达式,该比较器的逻辑电路可以使用如下所示的逻辑门来实现。在这个过程中,Ex-NOR门的四个输出被应用到AND门,以给出二进制变量E或A = b。另外两个输出也使用Ex-NOR输出来生成如图所示的布尔函数。

4位比较器逻辑图

4位比较器主要以IC形式提供,并且该IC的通用类型为7485.该IC可用于通过接地I(A> B)来比较两个4位二进制单词,i(A

除了普通比较器之外,该IC还提供级联输入,以便于多个级联比较器。通过这些比较器集成电路的级联,可以比较任意位数。

7485

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8位比较器

8位比较器通过级联两个4位比较器进行比较两个8位数。该比较器的电路连接如下所示,其中下订单比较器A B输出连接到高阶比较器的相应级联输入。

对于下订单比较器,A = B级联输入必须高,而另一个两个级联输入A,B必须连接到低电平。高阶比较器的输出成为该八位比较器的输出。

7485 2

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比较器的应用

  • 这些用于计算机和微处理器基于微处理器的地址解码电路,以选择用于存储数据的特定输入/输出设备。
  • 这些用于控制应用中,其中表示表示诸如温度,位置等的物理变量的二进制数量与参考值进行比较。然后,来自比较器的输出用于驱动致动器,以使最接近设定或参考值的物理变量。
  • 过程控制
  • 伺服电机控制

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13回应

  1. 你能解释一下这个关系吗?
    e =(l + g)'。为什么您不仅仅在1位比较器中使用axnorbor for E ??

  2. 我可以在这个数量级比较器中做一个项目吗,当a时发光的LEDB并使用5V电源(4位幅度比较器)。

  3. 你好。多谢。只需要一个校正我认为:在“单位幅度比较器”部分中,在图形中使用NOR门,但是文章表示XNOR。

    再次感谢。真的有帮助。

  4. 你能帮帮我解决/设计16位比较器。
    哪些门需要加到级联两个8位比较器中??

  5. 请解决这个问题
    问:比较2,4位二进制数,部分使用幅度压缩机获取,名称为a和其他作为b

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