实验七 数值比较器及其应用

实验七数值比较器及其应用
一、实验目的
1、掌握数值比较器的工作原理。

2、掌握四位数值比较器74LS85的逻辑功能。

二、实验原理
在数字系统中, 常常要比较两个数的大小。

数值比较器就是对两数A、B进行比较，以判断其大小的逻辑电路。

比较结果有A>B、A<B、A=B三种情况。

下面是最简单的一位数值比较器的真值表和逻辑电路图：
输入输出
A B F A>B F A<B F A=B
0 0 0 0 1
0 1 0 1 0
1 0 1 0 0
1 1 0 0 1
表7-1 一位数值比较器的真值表
图7-1 一位数值比较器的逻辑电路图
对于多位的情况，一般说来，先比较高位，当高位不等时，两个数的比较结果就是高位的比较结果。

当高位相等时，两数的比较结果由低位决定。

4、集成数值比较器74LS85
集成数值比较器74LS85是四位数值比较器，它的管脚图和真值表如下：
图7-2 74LS85的管脚图
其中10、12、13、15(或1、9、11、14)脚是输入端，2、3、4（或5、6、7）脚为输出端。

8脚为地，16脚为电源。

表7-2 74LS85的真值表
三、实验设备与器材
1、数字逻辑电路实验箱。

2、数字万用表。

3、芯片74LS85。

四、实验内容及实验步骤
1、将数字逻辑电路实验箱扩展板插在实验箱相应位置，并固定好，插上实验需要的芯
片，用门电路组成一个半加器，连线并验证其逻辑功能，自拟真值表，并将实验结果填入表中。

2、用门电路组成一个全加器，连线并验证其逻辑功能，自拟真值表，并将实验结果填
入表中与逻辑表达式加以比较。

3、用全加器完成8位二进制数的相加，验证其逻辑功能。

4、自己连线，验证74LS85的逻辑功能。

5、数值比较器的扩展
数值比较器的扩展方式有串联和并联两种。

一般位数较少的话，用串联方式；如果位数较多且要满足一定的速度要求时，用并联方式。

这里我们用串联方式，用两片74LS85组成8位数值比较器。

我们知道，对于两个8位数，若高4位相同，它们的大小将由低4位的比较结果确定。

因此，低4位的比较结果作为高4位的条件，即低4位比较器的输出端应分别与高4位比较器的I A>B、I A<B和I A=B端连接，见下图。

图7-3 用两片74LS85组成8位数值比较器
具体的实验方法为：在扩展板上插上两片74LS85（注意芯片插在16PIN的插座上），按照上图连线，实现8位数值比较器功能。

五、实验预习要求
1.认真复习数值比较器的工作原理。

2.自己查找资料学习如何使用74LS85。

3.实验前，画好实验用的电路图和表格。

六、实验报告要求
1.用简单的逻辑门设计一个二位二进制数值比较器，画出逻辑电路图，将实验结果填
入自制的表中。

2. 思考：如何用并联方式扩展数值比较器的位数？试用并联方式将5片74LS85组成
16位数值比较器，并比较用串联方式扩展数值比较器的位数和用并联方式扩展数
值比较器的位数这两种方法。