数值比较器的应用

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1、数值比较器电路的仿真分析及应用程勇陈素陈淑平（机电信息工程系实训中心450008）摘要：数值比较器是数字电路中经常用到的典型电路，传统的教学模式中，对数值比较器的学习及应用设计，离不开在实验室中的电路调试，学习方式较为枯燥抽象，又耗时费力，学习效果也不尽理想。现代电子设计中，由于仿真软件的出现，变抽象的知识为直观的展示，既可以通过仿真学习数值比较器的工作原理，又可以通过仿真进行数值比较器的应用设计，学习及应用效果事半功倍。关键词：数值比较器、仿真分析、应用在各种数字系统尤其是在数字电子计算机中，经常需要对两个二进制数进行大小判别，然后根

2、据判别结果转h'd执行某种操作。用来完成两个二进制数的大小比较的逻辑电路称为数值比较器，简称比较器。在数字电路屮，数值比较器的输入是要进行比较的W个二进制数，输岀是比较的结果。一.电路设计分析首先讨论1位数值比较器。1位数值比较器是多位比较器的基础。当A和B都是1位二进制数吋，它们的取值和比较结果可由1位数值比较器的真值表表示,如表1所示。表11位数值比较器的真值表输入输出ABFa>.Fa

3、11位数值比较器逻辑图一.比较器电路的仿真分析（一）元件选取及电路组成打开仿真软件Multisim10,根据图1所示的1位数值比较器逻辑图，可以在仿真软件Multisim10中构建仿真电路，如图3所示。1.元件选取（1）指示灯的选取1位数值比较器逻辑运算完肜，输出结采处接一指示灯作为指示，灯亮表示运算结果成立，灯灭表示运算结果不成立。申击元件栏的PlaceIndicator->PROBE,选取PROBE_RED指示灯。为了观察清晰明白，将指示灯PROBE连击打幵其阁2指示灯的Label设置设置对话框，在其Label中的标号由默认的XI改

4、为“A等于B”、“A大于B”、“A小于B”等。如图2所示。（2）其他元器件可参照以下说明取用。电源VCC：PlaceSource一POWER_SOURCES一VCC接地：PlaceSource-POWER_SOURCES-GROUND,选取电路屮的接地。或非门U1A的选取:PlaceTTL—74LS—74LS02D与门U3A、U5A的选取:PlaceTTL-74LS-74LS08D非门U2A、U4A的选取:PlaceTTL->74LS->74LS04N2.电路组成参照阁3放置元件并进行连接，构成1位数值比较器的仿真测试电路。（二）仿真分

5、析打丌仿真丌关，丌关A、B上下表示不同的输入数值，接高电平VCC表示输入为1,接低电平地表示输入为0,输出结果灯亮为1，表示该结果成立。可按表1的真值表进行仿真测试，观察输出结果的灯亮指示，这样就明白比较器工作的含义了，图3所示电路的状态，表示数值A等于B。阁31位数值比较器仿真电路一.仿真分析总结实际工作中，不需要自己组合数值比较器，已冇现成的集成芯片供用户使用。下面介绍集成数值比较器74LS85的使用。集成数值比较器74LS85是4位数值比较器。W个4位数的比较是从A的最高位A3和B的最高位B3进行比较，如果它们不相等，贝IJ该位的

6、比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A:尸B3,则再比较次高位A2和B2,以此类推。显然，如果两数相等，那么比较步骤必须进行到最低位冰能得到结果。74LS85功能如表2所示。表274LS85功能表数码输入级联输入瑜出A,札A,B2A,B,A.B.l40/4-HFoiAa>B,XXXXXX100a3B,XXXX100At—BzA,H,XXX100Ai^BiAi=*B,XXX010•A3=BiA：—Bo

7、A,=B

8、Ao=Bo100100A3=BjA:=氏A

9、—B

10、A<,=H,010010A!«作A,Au=H,001001真值表屮的输入变量包括两个4位二进制数人：AbA^A.Ao-^B3B2B,Bo,以及Ia>B、IaB、Ia

11、为。若Ia-b=O>则再看级联输入Ia>b和IaB=1,即低位比较器的A>B,则比较结果为FA>B=1;如果IA