数值比较器的应用
数值比较器
实验五
一：实验目的：1. 掌握常见数值比较器及编码器芯片的逻辑功能及测试方法。
2. 掌握与数值比较器芯片及编码器相关组合逻辑电路设计方法。
二：实验原理：数值比较器功能：完成两个数值大小的比较。
数值比较器分类：
1.1位数值比较器
2.多位数值比较器
编码器功能：将输入的每一个高低电平编成
对应的二进制代码。
常见芯片；
：
实验内容：
1. 病房呼叫系统
医院有一二三四号病房，每个病房设置有呼叫器，护士值班室设有数码管显
示单元。
设计要求：
1.当病房呼叫按钮按下时，值班室数码管显示对应的病房号。
2.病房呼叫优先级为一-二-三-四，从高到低。
电路图如图
结果如下
2.三个四位二进制数排列
利用两个74LS85完成三个四位二进制数的排列，利用数码管显示最大值。
分析；先将四位二进制数A与B进行比较，得出较大得数，再将它与C比较得出较大的数也就是ABC三个四位二进制数中最大的数。
电路图如图所示：
结果如下
：
数值比较器原理
数值比较器原理
数值比较器是一种电子设备，用于比较两个或多个输入信号的大小，并输出相应的比较结果。它常用于数字电路、模拟电路、传感器等方面，以实现信号的判定和控制。
数值比较器的设计原理基于比较两个输入信号的大小关系，并根据比较结果产生相应的输出。常见的数值比较器设计有以下几种原理：
1. 电压比较器：电压比较器是一种将两个输入电压进行比较，并输出相应比较结果的电路。它通常由一个差分放大器和一个比较器组成。差分放大器用于放大输入电压的差值，使得比较结果更准确。比较器则根据差值的正负判断输入信号的大小关系，并输出高电平或低电平信号来表示比较结果。
2. 数字比较器：数字比较器主要用于比较两个二进制数的大小。它通常是由一组逻辑门和触发器构成的。逻辑门用于实现数值的比较操作，触发器用于保存比较结果。根据比较结果，触发器会输出相应的电平值，以表示大小关系。
3. 模拟比较器：模拟比较器用于比较两个模拟信号的大小。它通常是由一个比较器和一个反馈网络构成的。比较器将两个输入信号进行比较，并根据比较结果调整反馈网络的输出电压，使得其尽可能接近较大或较小的输入信号。通过不断调整反馈网络的输出电压，模拟比较器可以实现精确的信号比较。
总的来说，数值比较器的原理主要依靠电压比较、逻辑比较或
模拟比较的方法，通过比较输入信号的大小来产生相应的输出结果。不同的比较器设计有不同的原理，可以根据具体的应用需求选择合适的数值比较器。
什么是电路中的比较器它们有什么作用
什么是电路中的比较器它们有什么作用
什么是电路中的比较器？它们有什么作用
在电子电路中，比较器（Comparator）被广泛应用于各种电路设计中，用于比较两个电压（或电流）的大小，并产生相应的输出信号。比较器的作用是将输入的电信号与参考电平相比较，并输出高电平或低电平的信号，用于控制其他电路的运行或实现特定的功能。比较器是一种重要的电子元件，其应用涵盖了各个领域。
一、比较器的基本原理
比较器通常由一个差分放大器组成，其输入为被比较的电压信号Vin和参考电压信号Vref，输出为比较结果Vout。比较器的核心功能是将输入信号与参考信号进行比较，通过对输入电压进行放大并产生对应的输出信号。
二、比较器的作用
1. 电压比较：比较器最常见的作用是将输入电压与参考电压进行比较，并输出相应的高低电平信号。这种比较常用于触发器、开关和电路保护等应用中。
2. 数字信号处理：在数字电路中，比较器可以将模拟电压转化为数字信号，用于数字系统中的逻辑运算和数据处理。
3. 信号控制：比较器可以对输入信号进行放大和滤波，用于控制电路的工作条件，例如控制功率开关、变换器和驱动器等。
4. 模拟信号处理：在模拟电路中，比较器可以用于幅度、相位、频率和波形的比较，用于实现信号选择、调节和改变等功能。
5. 模拟-数字转换：比较器可用于模拟信号的采样和数字化，将连续模拟信号转换为离散数字信号，广泛应用于模数转换器中。
三、比较器的应用领域
1. 通信系统：比较器在通信系统中被广泛应用，例如差分比较器用于数字电视、无线通信、雷达和手机等设备中。
数据选择器及数值比较器的逻辑功能及应用
2.3 数据选择器及数值比较器的逻辑功能
及应用
1．实验目的
（1）熟悉数据选择器的逻辑功能和使用方法。
（2）熟悉数值比较器的逻辑功能和使用方法。
（3）掌握数据选择器的一般应用。
（4）熟悉全加器的逻辑功能和用数据选择器实现的方法。
2．实验仪器设备
（1）数字电路实验箱。
（2）数字万用表。
（3）数字集成电路：74151 8选1数据选择器
7485 4位数值比较器
7432 4或门
3．预习
（1）复习实验所用芯片的逻辑功能及逻辑函数表达式。
（2）复习实验所用芯片的结构图、管脚图和功能表。
（3）复习实验所用的相关原理。
（4）按要求设计实验中的各电路。
4．实验原理
（1）数据选择器的逻辑功能和使用方法。数据选择器的逻辑功能是通过控制端口选择出输入端口，将输入端口的数据送到输出端口，例如74HC151是一个8选1的数据选择器，具有A、B、C三个控制端口，当ABC是000的时候数据选择器选择了D0的数据送到输出端口Y，当ABC是001的时候，选择了D1的数据送到输出端口Y，以此类推。数据选择器74151正常工作store端口需为低电平。数据选择器除了具有输出Y端口外还有与其反相的端口W输出，可以根据后续电路需要进行选用。
（2）数值比较器的逻辑功能和使用方法。数值比较器的逻辑功能是比较输入的两组二进制数的大小并产生对应的比较结果输出，比较结果包括三种：大于、小于和等于，在三个不同的端口输出这三种比较结果的逻辑状态，N位的比较器
输出都为这三种结果。74HC283是一个四位的数值比较器，因此有8个输入端口，构成两个四位二进制数的输入。除此之外，74283还有三个输入端口I，分别表示来自低位比较器的比较结果，用于级联构成更多位的比较器，如果是最低位IC，要对I端口进行处理。
什么是数字比较器如何设计一个数字比较器电路
什么是数字比较器如何设计一个数字比较器
电路
数字比较器是一种电子器件，用于比较两个输入数字的大小，并产生相应的输出信号。在数字电路中，数字比较器是一种基本的逻辑电路，常用于数字系统的控制和运算。
数字比较器通常由比较器和输出逻辑电路两部分组成。比较器的作用是接收两个输入数字，并将比较结果输出给输出逻辑电路。输出逻辑电路根据比较结果产生相应的输出信号。
设计一个数字比较器电路的步骤如下：
1. 确定比较器的位数：根据需要比较的数字的位数确定比较器的位数。比如，如果要比较8位二进制数字，那么需要设计一个8位的数字比较器。
2. 确定输入和输出的电平：根据系统的工作电平确定输入和输出的电平。通常，数字比较器的输入电平为逻辑高电平和逻辑低电平，输出电平为0和1。
3. 设计比较器的逻辑电路：根据比较器的位数，使用逻辑门和触发器等基本逻辑电路元件设计比较器的逻辑电路。比如，一个4位的数字比较器可以使用4个比较器和4个与门组成。每个比较器接收两个输入位，并将比较结果输出。
4. 设计输出逻辑电路：根据比较结果设计输出逻辑电路。比如，如果比较器的输出结果为"大于"，则输出逻辑电路产生逻辑高电平作为输
出信号；如果比较结果为"等于"，则输出逻辑电路产生逻辑高电平作为输出信号；如果比较结果为"小于"，则输出逻辑电路产生逻辑低电平作为输出信号。
5. 连接电源和输入信号：将设计好的数字比较器电路连接到电源和输入信号源。确保电路正常工作，并能正确比较输入数字的大小。
6. 测试和调整：使用测试信号对数字比较器进行测试，并根据测试结果对电路进行调整，确保比较器的准确性和稳定性。
比较器的工作原理及应用
比较器的工作原理及应用
1. 引言
比较器是一种用来比较两个数值的电子元件，常用于电子工程和自动控制系统中。它可以将输入信号与参考信号进行比较，然后输出一个相应的逻辑信号，用来表示两个信号之间的关系。本文将介绍比较器的工作原理和应用场景。
2. 比较器的工作原理
比较器的工作原理基于电压的比较。通常，比较器有一个或多个输入端口和一个输出端口。比较器根据输入端口的电压值与参考电压进行比较，并生成一个逻辑信号输出。
具体来说，比较器有以下几个基本的工作模式：
2.1. 差分输入模式
差分输入模式是比较器最常用的工作模式之一。在这种模式下，比较器的两个输入端口分别连接两个输入信号，通常称为非反相输入和反相输入。比较器将对这两个输入信号进行比较，并将结果输出。
2.2. 单输入模式
在单输入模式下，比较器的一个输入端口连接输入信号，另一个输入端口连接参考电压。比较器将输入信号与参考电压进行比较，并输出相应的逻辑信号。
2.3. 阈值模式
阈值模式是一种特殊的比较器工作模式。在这种模式下，比较器将输入信号与一个或多个预设的阈值进行比较，并输出一个逻辑信号。
3. 比较器的应用场景
由于比较器具有高速、精确和稳定的特性，它在许多领域中都有广泛的应用。以下是比较器常见的应用场景：
3.1. 模拟信号处理
比较器常用于模拟信号的处理。例如，在音频处理领域，音频比较器可以用来判断音频信号的强度和频率，从而实现音频信号的增强或滤波。
3.2. 传感器接口
比较器可以用于传感器接口电路。当传感器输出的电压超过或低于一定的阈值时，比较器可以检测到并触发相应的动作，例如报警、自动控制等。
数值比较器的定义及功能
数值比较器的定义及功能
在数字系统中，特别是在计算机中都具有运算功能，一种简单的运算就是比较两个数Ａ和Ｂ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以及Ａ＝Ｂ三种情况。
1.１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位数时，它们只能取０或１两种值，由此可写出１位数值比较器的真值表：
由真值表得到如下逻辑表达式：
由以上逻辑表达式可画出如下图所示的逻辑电路。实际应用中，可根据具体情况选用逻辑门。
2.两位数值比较器
现在分析比较两位数字A1A0和B1B0的情况。
利用1位比较器的结果，可以列出简化的真值表如下：
为了减少符号的种类，不再使用字母Ｌ，而以（A i＞B i）、（A i＜B i）、（A i＝B i）直接表示逻辑函数。可以由真值表对两位比较器作如下简要概述。
当高位（A1、B1）不相等时，无需比较低位（A0、B0），两个数的比较结果就是高位比较的结果。
当高位相等时，两数的比较结果由低位比较的结果决定。
由真值表可以写出如下逻辑表达式：
根据表达式画出逻辑图：
电路利用了１位数值比较器的输出作为中间结果。它所依据的原理是，如果两位数A1A0和B1B0的高位不相等，则高位比较结果就是两
数比较结果，与低位无关。这时，由于中间函数（A1＝B1）＝０，使与门G1、G2、G3均封锁，而或门都打开，低位比较结果不能影响或门
，高位比较结果则从或门直接输出。如果高位相等，即（A1＝B1）＝１,使与门G1、G2、G3均打开，同时由（A1＞B1）＝０和（A1＜B1）＝０作用，或门也打开，低位的比较结果直接送达输出端，即低位的比较结果决定两数谁大、谁小或者相等。
数值比较器
数值比较器
在一些数字系统（例如数字计算机）当中经常要求比较两个数字的大小。为完成这一功能所设计的各种逻辑电路系统称为数值比较器。
1．位数值比较器
首先讨论两个1位二进制数A和B相比较的情况。这时有三种可能：
1） A>B（即A＝1、B＝0），2）则，3）故可以用作为,A
2） A
3） A＝B，则，故可以用作为A＝B的输出信号。
将上述的逻辑关系画成逻辑图，即得到图3.3.31所示的1位数值比较器电路。
图3.3.31 1位数值比较器
二．多位数值比较器
在比较两个多位数的大小时，必须自高而低的逐位比较，而且只有在高位相等时，才需要比较低位。
例如A、B是两个4位二进制数和，进行比较时应首先比较和。
如果，那么不关其他几位数码各为何值，肯定是A>B。反之，如，则不管其他
几位数码为何值，肯定是A
图3.3.32是4位数码比较器CC14585的逻辑图。图中的、和是总的比
较结果，和是两个比较的4位数的输入端，、和是扩展端，供片间连接时用。由逻辑图可写出输出的逻辑表达式为
（3.3.32）
（3.3.33）
（3.3.34）
只比较两个4位数时，将扩展端接低电平，同时将和接高电平，即
、。这时式（3.3.32）中的最后一项为0，其余4项分别表示了A
的四种可能情况，即；而；、而；、
、而。
式（3.3.33）表明，只有A和B的每一位都相等时，A和B才相等。
式（3.3.34）则说明，若A和B比较的结果既不是AB。
图3.3.32 4位数值比较器CC145585的逻辑图CC14585 4位数据比较器的功能列表如下：
一片CC14585只要将
4位数值比较器设计
4位数值比较器设计
要设计一个4位数值比较器，首先需要明确比较器的功能和要求。一
个4位数值比较器应该能够接受两个4位数作为输入，并确定它们之间的
关系（大于、小于或等于）。在设计中，要考虑以下几个方面：
1.输入和输出：设计中需要确定输入和输出的形式。考虑到输入是4
位数，可以选择使用4个4位的二进制数来表示输入。输出可以是一个3
位的二进制数，用于表示比较结果。
2.状态转换：比较器需要进行状态转换，根据输入确定比较结果。可
以使用状态转换图来描述比较器的行为。状态转换图是一个有向图，其中
每个节点表示比较器的状态，每个边表示从一个状态到另一个状态的转换
条件。
3.状态转换表：根据状态转换图，可以编写一个状态转换表。状态转
换表将输入和当前状态映射到下一个状态以及输出。在我们的例子中，输
入包括两个4位数和一个控制信号，这个信号用于控制比较器的行为。
4.组合逻辑电路：根据状态转换表，可以设计比较器的组合逻辑电路。组合逻辑电路将输入和当前状态映射到输出。在比较器的情况下，组合逻
辑电路将输入数进行比较，然后产生输出。
5.时序逻辑电路：在进行比较操作之前，需要确保所有的输入稳定，
以防止不确定的结果。为了满足这个要求，可以使用时钟信号和触发器来
实现时序逻辑电路。时序逻辑电路保证在时钟信号的控制下，根据输入和
当前状态确定输出。
最后，根据上述的设计思路，可以使用门电路、触发器等数字电路元
件进行比较器的设计和实现。通过模拟和测试，可以验证设计的正确性，
并对其进行修改和优化。
这只是一个大致的设计思路，具体的实现方法还需要根据实际需求进
数字逻辑第9讲数值比较器ppt课件
C2 = G1+P1·C1 = G1+P1·(G0+P0·C0)
= G1+P1·G0+ P1·P0·C0
……
Cn = Gn+Pn·Cn
00 01 10 11
L1(A>B) L2(A<B) L3(A=B)
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
一位数值比较器
逻 辑 表
LL12
AB AB
达
式
L3 AB AB AB AB
逻A
1
&
L1(A>B)
辑
≥1 L3(A=B)
图
B
1
&
L2(A<B)
多位比较器
可由多个二进制一位比较器构成。 比较规则：首先是对最高位进行比较，如 果最高位不等，电路就可直接输出结果。 只有在最高位相等时，才对次高位进行比 较，依次逐位进行比较，直到比较出最后 的结果。
四位比较器
A3 B3 A3>B3 A3<B3 A3=B3 A3=B3 A3=B3 A3=B3 A3=B3 A3=B3 A3=B3 A3=B3 A3=B3
比较输入
A2 B2 × ×
A2>B2 A2<B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2 A2=B2
数值比较器
数值比较器
在计算机中常常需要比较两个二进制数的大小。数值比较器的功能就是用来比较两个相同位数的二进制数的大小。数值比较的结果有3种情况即：A=
<
B
,。
>,
B
A
A
B
注意：多位数值比较器，先比较高位，高位相等时再比较低位。
例1 利用组合逻辑门器件，设计一个1位二进制数的数值比较器。
解：
（1）分析功能确定变量：假设A、B是两个待比较的1位二进制数，其比较的结果有3种情况分别设为F A＞B、F A＜B 、F A=B，比较结果中有一个发生即为1，不发生为0，则列出真值表。
两一位二进制数数值比较器真值表
（2）由真值表列出逻辑表达式： B A F B A =>
F A ＜B B A =
B A B A AB B A F B A +=+==
（3）由逻辑表达式画出逻辑电路图。
A B A>B
F A
F
4.4 数值比较器(COMP)
输入
A3 B3 A2 B2 A1 B1 A0 B0
A3>B3
A3<B3
A3=B3 A2>B2
A3=B3 A2<B2
A3=B3 A2=B2 A1>B1
A3=B3 A2=B2 A1<B1
A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0>B0
A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0<B0
A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0
L
HL LH
2. 数值比较器的位数扩展
电子技术基础之数字电路
集成数值比较器的位数扩展（串联方式） 用两片7485组成8位数值比较器（串联扩展方式）
低四位
高四位
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3
A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3
0
4.4.2 集成电路数值比较器
电子技术基础之数字电路
1. 集成4位数值比较器74LS85的逻辑功能
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3
0 IA>B 0 IA<B 1 IA=B
74LS85
FA=B FA<B FA>B
74LS85的逻辑图
表4.4.3：4位数值比较器功能表
电子技术基础之数字电路
总结几种比较器的特点及应用
总结几种比较器的特点及应用
一、引言
比较器是电子电路中常用的一种器件，它可以将两个或多个信号进行
比较，输出相应的信号。在电路设计中，比较器被广泛应用于模拟信
号处理、数字电路设计、传感器测量等领域。本文将总结几种常见的
比较器的特点及应用。
二、基本原理
比较器是一种基本的模拟电路元件，其主要功能是将两个输入信号进
行比较，并输出相应的高低电平。比较器通常由一个差分放大器和一
个输出级组成。当输入信号差异足够大时，差分放大器输出高低电平
不同的信号，经过输出级放大后输出到外部电路。
三、基本分类
根据其工作原理和结构特点，比较器可以分为多种类型。以下是几种
常见的分类方式：
1. 模拟比较器和数字比较器：模拟比较器主要用于模拟信号处理领域，数字比较器则主要用于数字电路设计和计算机系统中。
2. 开环比较器和闭环比较器：开环比较器只有一个输入端和一个输出
端，闭环比较器则具有反馈回路。
3. 瞬态响应比较器和稳态响应比较器：瞬态响应比较器主要用于处理
高速信号，稳态响应比较器则主要用于处理低速信号。
四、常见的比较器类型及其特点
1. LM339型比较器
LM339型是一种典型的四路开环比较器，具有广泛的应用领域。它可以接受多种输入电压，输出电平为低电平。其特点是功耗低、响应时
间快、输出电流大等。
2. LM311型比较器
LM311型是一种高速开环比较器，具有高精度和可靠性等特点。它可以接受大范围的输入电压，并输出相应的高低电平。
3. LM393型比较器
LM393型是一种典型的双路开环比较器，具有广泛的应用领域。它可以接受多种输入电压，输出电平为低电平。其特点是功耗低、响应时
11数值比较器的功能
时计数器
响声计数器
B4
&
Q3 Q2 Q1 Q0 CTT
CO 74160 CTP
Cl
CR LD D3 D2 D1 D0
B3 B2 B1 B0
Q3 Q2 Q1 Q0 CTT
CO 74160 CTP
Cl
CR LD D3 D2 D1 D0
响声信号 （0.5Hz）
响声计数器
响声计数 器清零
器模块是4位二进制数全
比较器7485。
a＞b、a＝b、a＜b为级 数
A3
A2
7485
A1
联输入端，是为了实现
码 输
A0 B3
四位以上数码比较时， 入
B2
A＞B A＝B A＜B
输 出
输入低位芯片比较结果
B1
而设置的。
B0
级
a＞b
联
A>B、A=B、A<B为三种
输 入
a＝b a＜b
不同比较结果输出端。
A2
A2 7485-1
A1
A1
A0
A0
B3
B3
B2
B2
B1
B1
A＞B A＝B A＜B
B0
B0
0
a＞b
1
a＝b
0
a＜b
A3
A3
A2
四位数值比较器
EDA技术课程大作业
设计题目：四位数值比较器
院系：电子信息与电气工程系
学生姓
学号：0035
专业班级：09电子信息工程（升）
2010年12月9日
四位数值比较器
1. 设计背景和设计方案
设计背景
在数字电路中，比较器的逻辑功能是用来对两输入端口送来的数据进行比较操作，然后将比较的结果送到输出端口上。通常，比较器对两个输入数据进行比较可以得到三种基本的比较结果：大于、小于和等于。当然，比较器也可以得到不大于、不小于和不等于等结果，而这几种结果可以由三种基本的比较结果进行取反运算即可。
设计方案
四位数值比较器是数字电路中应用得最广泛的一种比较器。一般来说，四位数值比较器的实体模块如图1-2-1所示，与其对应的真值表如表1-2-1所示。比较器含有两个4位位矢量输入端口A和B，3个比较结果输出端口GT、EQ、LT，以及3个级联输入端口I1、I2、I3。其中级联输入端口的作用是用来进行芯片的级联操作。通过这些端口可以对比较器的功能进行扩展。
图1-2-1 四位比较器实体模块
表1-2-1 四位比较器的真值表
2. 方案实施
四位数值比较器的设计
1、设计思路文字描述
根据实体模块和真值表可知，设计两组四位数据输入端口，三个级联输入端口，三个数据比较结果输出端口。
2、程序
library ieee;
use comparator is
port(A0,A1,A2,A3: in std_logic;
B0,B1,B2,B3: in std_logic;
I1,I2,I3: in std_logic;
GT,EQ,LT: out std_logic);
数字电路比较器符号
数字电路比较器符号
数字电路比较器是一种常用的数字逻辑电路，用于比较两个输入信号的大小，并产生相应的输出信号。比较器广泛应用于各种数字系统中，如计算机、通信设备、传感器等。本文将详细介绍数字电路比较器的原理、分类、应用以及相关的设计技术。
一、比较器的原理及分类
比较器是一种具有两个或多个输入端和一个输出端的电路。它的作用是将输入信号与参考信号进行比较，并产生相应的输出信号。比较器的输出通常为两个电平状态之一：高电平或低电平，代表了输入信号与参考信号的大小关系。比较器原理主要涉及到放大器、比较器电路和基准电压。
1.1 放大器
在数字电路中，为了将微弱的输入信号放大到适合处理的电平，常常需要使用放大器。放大器的主要作用是增加信号的幅度，提高信号的信噪比。比较器中常常采用运算放大器作为放大器的核心，它能够提供高增益、高输入阻抗和低输出阻抗的性能。
1.2 比较器电路
比较器电路是比较器的核心部分，它能够将输入信号与参考信号进行比较，并产生相应的输出信号。比较器电路通常由几个关键元件构成，包括差动放大器、比较器、输出缓冲和偏置电路。其中，差动放大器是比较器最重要的部分，它能够实现输入信号的放大和比较。
1.3 基准电压
比较器的基准电压是指用于参考输入信号的固定电压源，它决定了比较器输出电平的切换点。在比较器中，基准电压通常由稳压源或电阻分压电路提供，以确保其稳定性和准确性。
根据比较器的性能和工作原理的不同，可以将比较器分为几种不同的类型，如模拟比较器、数字比较器、带有延迟线路的比较器以及自适应比较器等。
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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，然后根据判别结果转向执行某种操作。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。在数字电路中，数值比较器的输入是要进行比较的两个二进制数，输出是比较的结果。
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位二进制数时，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1 1位数值比较器的真值表
由真值表可得如下逻辑表达式
A B A B A B F AB F AB F AB AB A B ><====+=⊕
由逻辑表达式可以画出如图1所示的逻辑图。
图1 1位数值比较器逻辑图
二．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Multisim 10，根据图1所示的1位数值比较器逻辑图，可以在仿真软件Multisim 10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后，输出结果处
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。单击元件栏的Place
Indicator →PROBE ，选取PROBE_RED 指示灯。
为了观察清晰明白，将指示灯PROBE 连击打开其 图2 指示灯的Label 设置 设置对话框，在其Label 中的标号由默认的X1改为“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 ：Place Source →POWER_SOURCES →VCC
接地：Place Source →POWER_SOURCES →GROUND ，选取电路中的接地。 或非门U1A 的选取：Place TTL →74LS →74LS02D
与门U3A 、U5A 的选取：Place TTL →74LS →74LS08D
非门U2 A、U4A的选取：Place TTL→74LS→74LS04N
2．电路组成
参照图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）仿真分析
打开仿真开关，开关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。
图3 1位数值比较器仿真电路
三．仿真分析总结
实际工作中，不需要自己组合数值比较器，已有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。两个4位数的比较是从A的最
高位A
3和B的最高位B
3
进行比较，如果它们不相等，则该位的比较结果可以作
为两数的比较结果。若最高位A
3=B
3
，则再比较次高位A
2
和B
2
，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才能得到结果。74LS85功能如表2所示。
表2 74LS85功能表
真值表中的输入变量包括两个4位二进制数人：A 3A 2A 1A 0与B 3B 2B 1B 0，以及I A ＞B 、I A ＜B 、I A=B ，其中I A ＞B 、I A ＜B 、I A=B 是低位数的比较结果，由级联低位芯片送来，
用于与其他数值比较器连接，以便组成位数更多的数值比较器。
当2个数值比较器级联时，若高位比较器的两数相等，则比较结果由级联输入信号I A ＞B 、I A ＜B 、I A=B 而定。为了简化比较过程，可先看级联输入I A=B 是否为1。若I A=B ＝l ，即低位比较器的两数相等，则比较结果为
F A=B =1。若I A=B ＝0，则再看级联输入I A ＞B 和I A ＜B ，如果I A
＞B ＝l ，即低位比较器的A>B ，则比较结果为F A ＞B ＝1；如
果I A ＜B ＝1，即低位比较器的A
74LS85的引脚图如图4所示。实际使用时，若仅对
4位数进行比较，需对I A ＞B 、I A ＜B 、I A=B 进行处理，即I A ＞B =I A
＜B =0，I A=B =1。 图4 74LS85的引脚图
四．数值比较器的应用（温度报警器电路）
通过仿真学习，了解掌握了数值比较器的工作原理以后，即可将数值比较器应用于实用电路中，下面以温度报警器电路为例，介绍数值比较器在应用设计中的过程。如图5所示为温度报警器电路的逻辑图，温度检测电路已检测出温度数值，并以8位二进制数输出，8位二进制数的范围为0～255，表示温度数值为0℃～255℃，其中温度检测电路可由温度传感器组成。
温度报警器电路采用了两片级联的74LS85用作8位数值比较。数据输入端A 连接输入的温度数据，而数据输入端B 接报警数值。B 输入端连接状态为