数值比较器
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。
数值比较器 数电课件
出：
。
Li Ai Bi 、Mi Ai Bi 、Gi Ai Bi
3. 真值表
一位数值比较器的真值表如表4.4.1—1所示。
表4.4.1—1
4. 逻辑函数表达式
由表4.4.1—1可知，一位数值比较器的逻辑函数表达式为：
Li Ai Bi Mi Ai Bi Gi Ai Bi Ai Bi Ai Bi Ai Bi
。
CMOS电路
各级的级联输入端
必A须/ 预B先/预置为1，最低4位的级联输入端
必须预先预A置/ 为 B/，。A/ B/
0 ，1
这是因为在CMOS电路中L是由M和G来确定的。
L M gG M G
4位数值比较器CC14585的逻辑电路图
2. 并联扩展
返回
§4·4 数值比较器 （Digital Comparator）
所谓数值比较，是指对两个位数相同的二进制整数进行比较并判断它们之间的大小关 系。
一、一位数值比较器 1. 逻辑功能
我们把用来实现两个一位二进制数比较运算的组合逻辑电路，称为一位数值比较器。
2. 分析
Ⅰ. Ⅱ.
一由位于数比值较比结较果器的有有两大个于输、入 小于：和等于；三种A情i、况B，i 因此一位数值比较器有三个输
2. 真值表
四位数值比较器的真值表如表4.4.2—1所示。
表4.4.2—1
3. 功能表与逻辑函数表达式
设：
L A B， M A B， G A B；
Li Ai Bi ， Mi Ai Bi ， Gi Ai Bi ；
L/ A/ B/ ， M / A/ B/ ，G/ A/ B/ 。
加法器和数值比较器
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7
图6-26
74LS283电路的逻辑符号
CI是低位的进位， CO是向高位的进位， A3A2A1A0和B3B2B1B0是两个二进制待加数， S3、S2、S1、S0是对应各位的和。
2019/1/31 8
多位加法器除了可以实现加法运算功能之外， 还可以实现组合逻辑电路。 例：将8421BCD码转换成余3码。 余3码＝8421BCD码＋3(即0011)
5
Sn An Bn Cn1
Cn ( An Bn )Cn1 AnBn
由表达式得 逻辑图：
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图6-25 全加器 （a）电路图 （b）逻辑符号
6
6.6.2 多位加法器
全加器可以实现两个一位二进制数的相加，
要实现多位二进制数的相加，可选用多位加法器
电路。
74LS283电路是一个四位加法器电路，可实
全加器能把本位两个加数An 、 Bn 和来自低位
的进位Cn-1三者相加，得到求和结果Sn 和该位的进
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位信号Cn 。
3
表6-1３ 全加器 的真值表
由真值表写 最小项之和 式，再稍加 变换得：
An Bn Cn-1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1
余 3码
8421BCD码
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0011
由74LS28
数值比较器：能够比较数字大小的电路。 1.两个一位数A和B相比较的情况： (1)A＞B：只有当A=1、B=0时，A＞B才为真； (2)A＜B：只有当A=0、B=1时，A＜B才为真； (3)A = B：只有当A=B=0或A=B=1时，A = B才为真。
数值比较器_PPT课件
B 1 & ≥ 1 & A 1
输 出 FA>B 0 0 1 0
FA＞B FA=B FA＜B
B 0 1 0 1
FA<B 0 1 0 0
FA=B 1 0 0 1
2 位数值比较器 比较两个2 位二进制数的大小的电路 输入：两个2位二进制数 A=A1 A0 、B=B1 B0 能否用1位数值比较器设计两位数值比较器? 用一位数值比较器设计多位数值比较器的原则
0
0
D D D D D D D D
10 11 12 13 14 15 16 17
Y
Y
1
1
字的扩展 将两片74LS151连接成一个16选1的数据选择器，
D C B A E S2 S1 S0 Y D0 D 17 4 H C 1 5 1 D 2 (0 ) D3 Y D4 D5 D6 D7 E S2 S1 S0 Y D0 D 17 4 H C 1 5 1 D 2 (I) D3 Y D4 D5 D6 D7
Y I m I m I m I m 0 0 1 1 2 2 3 3
集成电路数据选择器
8选1数据选择器74HC151
D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 E
Y
74HC151
Y
S2 S1 S0 74LS151功能框图
集成电路数据选择器 1个使能 输入端 8 路数据 输入端
E D
b、将使器件处于使能状态
c、地址信号S2、 S1 、 S0 作为函数的输入变量
d、处理数据输入D0~D7信号电平。逻辑表达式中有
mi ,则相应Di =1，其他的数据输入端均为0。
② 数据选择器的扩展
位的扩展 用两片74151组成二位八选一的数据选择器
数值比较器
A0 = B0
A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0
H
L × H L
L
H × H L
L
L H L L
L L L H
L
H L L H
L
L H L L6
2. 集成数值比较器的位数扩展
用两片7485组成8位数值比较器（串联扩展方式）。
低四位
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 A4 B4
B3 IA=B
1 16 VCC 15 A3 14 B2 13 A2 12 A1 11 B1 10 A0 9
IA＜B 2
A0 B0 IA＞B IA＜B IA=B A1 B1 A2 B2 A3 B3
3
74LS85
FA=B FA＜B FA＞B
IA＞B 4 FA＞B 5 FA=B 6 FA＜B 7 GND 8
7
用7485组成16位数值比较器的并联扩展方式。
B15A15~B12A12
B15 A15 B12 A12
B11A11~B8A8
B8 A8
B7A7~B4A4
B4 A4
B3A3~B0A0
B0 A0
B3 A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0 IA＞B C3 FA＜B FA＞B IA＜B IA=B
0 0 1
高四位
A5 B5 A6 B6 A7 B7
0 0 1
A0 B0 IA＞B IA＜B IA=B F A=B
A1 B1
A2 B2 C0
A3 B3
A0 B0 IA＞B IA＜B IA=B F A=B
A1 B1
A2 B2 C1
A3 B3
低位片
FA＞B
数值比较器
演讲结束，谢谢大家支持
附PPT常用图标，方便大家提高工作效 率
生活
图标元素
医疗
图标元素
CT74LS85是四位数值比较器 ，其工作原理和两位数 值比较器相同。
A0 B0 IA＞ B
A1 B1
IA＜B 74LS85
A2 B2 A3 B3
IA=B YA=B
YA＜ B
YA＞ B
74LS85的示意框图
B3 1 IA＜ B 2 IA=B 3
IA＞ B 4 YA＞ B 5 YA=B 6
YA＜ B 7
GND 8
16 VCC 15 A3 14 B2 13 A2 12 A1 11 B1 10 A0 9 B0
74LS85的引脚图
② 右图所示为4位数值 比较CT74LS85的逻 辑功能示意图。 图A０中和AB３３、、AB２２、、AB１１、、 B０为两组相比较的4 位二进制数的输入端； I（A＞B）、I（A＝B）、I （Y(AA＜＞BB）)、为Y级(A联＝B输)、入Y(端A＜； B)为比较结果输出端。
真值表
输入
输出
A1 B1 A0 B0 FA>B FA<B FA=B
A1 > B1 ×
10
0
A1 < B1 ×
01
0 B0 0
1
0
A1 = A0 = B0 0
0
1
B1
AF1A=>B = (A1>B1) + ( A1=B1)(A0>B0)
FBA<1B = (A1<B1) + ( A1=B1)(A0<B0)
数值比较器--徐艺萍
2.6 数值比较器在数字系统中，特别是在计算机中常常需要对两个数的大小进行比较。
数值比较器就是对两个二进制数A、B进行比较，以判断其大小的逻辑电路。
比较的结果有A>B，A<B和A=B三种情况。
1．基本原理下面以2位的数值比较器为例，来说明数值比较器的工作原理。
2位数值比较器有两个2位的输入端为A1A0和B1B0，有三个1位输出端F A>B，F A<B和F A=B。
2位数值比较器的真值表如表2.6.1所示。
表2.6.1两位数值比较器的真值表由真值表，我们可以看出：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。
根据这个原理，我们也可以设计出更多位的数值比较器。
由真值表可以写出如下逻辑表达式：根据逻辑表达式可以画出逻辑图，如图2.6.1所示。
图2.6.12位数值比较器逻辑图2．实现方案通过FPGA来实现2位数值比较器的功能有以下几种方案：(1) 采用if….else语句来实现。
(2) 采用嵌套条件运算符“？：”来实现。
(3) 调用1位数值比较器模块来实现2位数值比较器。
3．FPGA的实现下面以第一种方案为例来进行FPGA的实现。
(1) 创建工程在创建工程的时候，注意器件族类型、器件型号、综合工具和仿真器的选择，在这里选择的器件族类型（Device Family）是Virtex2P，器件型号（Device）是XC2VP30 ff896 -7，综合工具（Synthesis Tool）是XST (VHDL/Verilog)，仿真器（Simulator）是ISE Simulator(VHDL/Verilog)。
(2) 设计输入Verilog HDL 代码如下：module comparator(A,B,out);input[1:0] A,B;output[2:0] out;reg [2:0] out;always @(A or B)beginif(A[1]>B[1]) out=3'b100;// out[2]对应于F A>Belse if(A[1]<B[1]) out=3'b010;// out[1]对应于F A<B else if(A[0]>B[0]) out=3'b100;// out[0]对应于F A=B else if(A[0]<B[0]) out=3'b010;else out=3'b001;endendmodule对于第一种方案还有下面一种描述方式：module comparator(A,B,out);input[1:0] A,B;output[2:0] out;reg [2:0] out;always @(A or B)beginif(A>B) out=3'b100;else if(A<B) out=3'b010;else out=3'b001;endendmodule对于第二种方案的Verilog HDL 代码如下：module comparator(A,B,out);input[1:0] A,B;output[2:0] out;wire [2:0] out;assign wire=(A>B)? 3'b100 :(A<B)? 3'b010 :3'b001;endmodule(3) 功能仿真①在sources窗口的“sources for”中选择“Behavioral Simulation”。
为了便于扩展,集成数值比较器一般设有几个扩展输入端
为了便于扩展，集成数值比较器一般设有几个扩展输入端引言集成数值比较器是一种重要的电子器件，广泛应用于数字电路中。
在电子设计中，为了提高系统的可扩展性和灵活性，通常会为数值比较器设定扩展输入端。
本文将探讨为了便于扩展，集成数值比较器一般设有几个扩展输入端，并说明其作用和使用方法。
什么是集成数值比较器集成数值比较器是一种电子电路，用于比较两个或多个输入信号的大小关系，并输出相应的比较结果。
它通常由比较器芯片、电压参考源和输出驱动器组成。
数值比较器被广泛应用于模拟电路和数字电路中，例如在算术运算、状态判断和信号处理等方面。
集成数值比较器的基本特点集成数值比较器具有以下基本特点：1.输入电路灵敏度高：集成数值比较器的输入电路通常采用差分结构，具有较高的抗干扰能力和输入灵敏度。
2.输出稳定性好：集成数值比较器的输出端一般为高低电平或开关状态输出，具有较低的输出误差和较高的输出稳定性。
3.快速响应时间：集成数值比较器具有快速的响应时间和较高的工作频率，能够满足要求快速的比较应用。
为了方便扩展，集成数值比较器设有扩展输入端的目的为了满足不同应用场景下的需求和便于系统扩展，集成数值比较器通常设有扩展输入端。
其主要目的包括：1.增加比较元素数量：通过扩展输入端，可以将数值比较器的输入元素数量从两个扩展到三个、四个甚至更多，从而满足多元素比较的需求。
2.实现比较器功能拓展：通过扩展输入端，可以实现数值比较器的其他功能拓展，例如设置比较阈值、设置比较模式等，从而提供更多的比较选择。
3.应对不同信号类型：通过扩展输入端，可以适配不同类型的信号输入，包括模拟信号和数字信号，提高比较器的适用性。
4.支持灵活的配置和互连：通过扩展输入端，可以灵活配置数值比较器的输入连接方式，实现多路信号输入的选择和互连。
集成数值比较器常见的扩展输入端类型根据实际需求和设计要求, 集成数值比较器的扩展输入端可以采用以下常见的类型：1.模拟输入端（Analog Input）：用于接收模拟信号输入，常用于模拟电路和信号处理应用中。
第10讲数值比较器
2.正确理解组合器件的工作原理。
3..熟练掌握常用组合逻辑器件的逻辑功能及使用方法。 4..了解组合逻辑电路中的竞争与冒险。
1. 代数识别法 一个变量以原变量和反变量出现在逻辑函数F中时，则
该变量是具有竞争条件的变量。如果消去其他变量（令其
他变量为0或1），留下具有竞争条件的变量， ①若函数出现
F A A
则产生负的尖峰脉冲的冒险现象，－－“0”型冒险； ②若函数出现
F A A
则产生正的尖峰脉冲的冒险现象，－－“1”型冒险。
最高位
IA <B IA=B A8 B8
最低位
IA<B IA=B
„
A4 B4
A3 B3
„
A0 B0
4.5 组合逻辑电路中的竞争与冒险
一、什么是竞争与冒险现象
1、竞争：我们把门电路两个输 入信号同时向相反的 电平跳变的现象叫做 竞争。 2、竞争—冒险：由于竞争而在 输出端可能产生不应 有的尖峰脉冲的现象 叫做竞争—冒险。
2. 引入选通脉冲法 毛刺仅发生在输入信号变化的瞬间，因此在这段时间 内先将门封锁，待电路进入稳态后，再加选通脉冲使输出 门电路开门。这样可以抑制尖峰脉冲的输出。该方法简单 易行，但选通信号的作用时间和极性等一定要合适。
4.5 组合逻辑电路中的竞争与冒险
3. 修改逻辑设计法－－增加冗余项 只要在其卡诺图上两卡诺圈相切处加一个卡诺圈，即
增加了一个冗余项，就可消除逻辑冒险。
Y AB AC
Y
BC A 00 0
1
01 1
11 1 1
10
1
Y AB AC BC
第3章 小结
组合逻辑电路的特点是，电路任一时刻的输出状态只决定于 该时刻各输入状态的组合，而与电路的原状态无关。组合电路就 是由门电路组合而成，电路中没有记忆单元，没有反馈通路。 1.熟练掌握组合逻辑电路的设计和分析方法。
数字电路基础_D03-03C数值比较器
3.3.4 数值比较器在数字和计算机系统中，经常需要比较两个数的大小。
能执行两数比较功能的数字逻辑电路，称为数值比较器。
用来比较的两个数可以是二进制数，也可以是其他进制数。
下面以二进制数为例，讨论数值比较器的构成和工作原理。
1.一位数值比较器A 和B 均为1位二进制数，进行数值比较，比较结果只能有3种情况： ①A ＞B ，应使比较器的输出Y (A>B) ＝1；②A ＝B 应使比较器的输出Y (A=B) ＝1；③A ＜B ，应使比较器的输出Y (A<B) ＝l 。
根据上述3种情况，可以列出一位数值比较器的真值表，如表3-3-10所示。
由表3-3-10，可得到它们的输出逻辑函数表达式：Y (A ＞B)＝ B AY (A=B)＝AB B A +＝A ⊙ B ＝B A ⊕Y (A<B) ＝B A根据输出逻辑函数表达式，就可得到一位数值比较器的逻辑电路图。
如图3-3-19所示。
2．多位数值比较器以4位二进制数为例，分析多位数值比较器的比较问题。
设有两个4位二进制数A＝A3A2AlA0和B＝B3B2BlBo，I(A>B)、 I(A=B)、 I(A<B)是来自低位的进位输入，Y(A＞B)、Y(A=B))、Y(A<B)＝是总的比较结果。
(1)若要使A＝B，则必须使A3＝B3，A2＝B2，Al＝Bl，Ao＝Bo，I(A＝B)＝l。
(2)若要使A＞B或A＜B，则必须从高位到低位逐位比较，而且只有在高位相等时，才需要比较低位。
①若A3＞B3或A3＜B3，则不论低位数的大小如何，肯定A＞B或A＜B；②若A3＝B3而A2＞B2或A2＜B2，则不论低位数的大小如何，肯定A＞B或A＜B；③若A3＝B3、A2＝B2而Al＞Bl或Al＜Bl，则不论低位数的大小如何，肯定A＞B或A ＜B；④若A3＝B3、A2＝B2、Al＝Bl而Ao＞Bo或Ao＜BO，肯定A＞B或A＜B；⑤I(A=B)、I(A<B)和I(A>B)是来自低位的进位输入，其值的不同会影响到比较输出。
组合逻辑电路3之数值比较器
逻 辑 表 达 式
L1 = AB L2 = A B L3 = A B + AB = A B + AB
逻 辑 图
A
1
& ≥1
L1 (A>B) L3 (A=B) L2 (A<B)
≥1 & 1 B1 & 1 A0
≥1 & 1 B0 A'>B' A'<B' A'=B'
本节小结
在各种数字系统尤其是在计算机中， 经 在各种数字系统尤其是在计算机中 ， 常需要对两个二进制数进行大小判别， 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。 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。 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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的 路中 ， 两个二进制数，输出是比较的结果。 两个二进制数，输出是比较的结果。
数值比较器一1位数值比较器逻辑图本节小结在各种数字系统尤其是在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
数值比较器
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。 一、1位数值比较器 位数值比较器 设A＞B时L1＝1；A＜B时L2＝1；A＝B时L3＝1。 得1位数值比较器的真值表。
B
1
&
二、四位数值比较器
比 较 输 入 A3 B3 A3 >B3 A3 <B3 A3 =B3 A3 =B3 A3 =B3 A3 =B3 A3 =B3 A3 =B3 A3 =B3 A3 =B3 A3 =B3 A2 B2 × × A2 >B2 A2 <B2 A2 =B2 A2 =B2 A2 =B2 A2 =B2 A2 =B2 A2 =B2 A2 =B2 A1 B1 × × × × A1 >B1 A1 <B1 A1 =B1 A1 =B1 A1 =B1 A1 =B1 A1 =B1 A0 B0 × × × × × × A0 >B0 A0 <B0 A0 =B0 A0 =B0 A0 =B0 级 联 输 入 A'>B' A'<B' A'=B' × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 1 0 0 0 1 0 0 0 1 输 出
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<B F A=B
F。
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<B的输出信号。
2） A<B（即A＝0、B＝1），则，故可以用作为A<B的输出信号。
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<B。
如果，这就必须通过比较下一位和来判断A和B 的大小了。
依次类推，定能比出结果。
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<B 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A<B又不是A=B，则必为A>B。
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、即可实现两个4位二进制数比较，两片CC14585只要适当利用、两个输入引脚即可实现两个8位二进制数比较。
13数值比较器,算术运算电路
A1 B1
A 2 B2 C1
A 3 B3
A 0 B0 IA＞ B IA＜ B
A 1 B1
A2 B2 C2
A3 B3
A 0 B0 IA＞ B IA＜ B
A1 B1
A2 B2
3
A3 B 3
低位片
F A＜ B F A ＞B
C 高位片 F A＜ B FA＞ B
I A=B F A=B
I A=B F A=B
FA ＜B
(2)集成数值比较器的位数扩展 (2)集成数值比较器的位数扩展
用两片 组成8位数值比较器 扩展方式）。 用两片74LS85组成 位数值比较器（串联扩展方式）。 组成 位数值比较器（串联扩展方式 输入: A=A7 A6A5A4A3 A2A1A0 输入 输出: 输出 F A> B F A< B F A= B < = B3A3~B0A0
F A=B F A＜ B F A＞ B
F A＜ B 7 GND 8
B0
74LS85的逻辑符号 的逻辑符号
74LS85的引脚图 的引脚图
的功能表 4位数值比较器74LS85的功能表 位数值比较器 的功能
输 A3 B3 A3 > B3 A3 < B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A2 B2 × × A2 > B2 A2 < B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A1 B1 × × × × A1 > B1 A1 < B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 入 A0 B0 × × × × × × A0 > B0 A0 < B0 A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0 IA>B IA<B IA=B × × × × × × × × H L × H L × × × × × × × × L H × H L × × × × × × × × L L H L L 输 出 FA>B FA<B FA=B H L H L H L H L H L L L H L H L H L H L H L H L L H L L L L L L L L L L H L L
4.4 数值比较器(COMP)
A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0
A3=B3 A2=B2 A1=B1 A0=B0
IA>B
H L L
IA<B
L H L
IA=B
L L H
FA>B
H L H L H L H L H L L
输出
FA<B FA=B
L
L
HL
L
L
HL
L
L
HL
L
L
HL
L
2. 数值比较器的位数扩展
电子技术基础之数字电路
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3
0
IA>B
0
IA<B
C0
1
IA=B FA=B FA<B FA>B
A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3 IA>B
IA＞B
0
IA＜B
C0 低位片
1
IA=B FA=B
FA＜B
FA＞B
A0 B0 IA＞B
IA＜B
A1 B1 A2 B2 A3 B3
C1 高位片
IA=B FA=B
FA＜B
FA＞B
FA=B
FA＜B
FA＞B
输出
在位数较多或比较速度有要求时应采取并联方式
电子技术基础之数字电路
用74LS85组成16位数值比较器（并联扩展方式）
B15A15~B12A12
B15 A15
B12 A12
B11A11~B8A8
B8 A8
B7A7~B4A4
数值比较器
FA＜B 7 GND 8
16 VCC 15 A3 14 B2 13 A2 12 A1 11 B1 10 A0 9 B0
74LS85的示意框图
74LS85的引脚图
A3 B3
4位数值比较器74LS85的功能表
输
入
输出
A2 B2 A1 B1 A0 B0 IA>B IA<B IA=B FA>B FA<B FA=B
B3A3~B0A0
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3
B7A7~B4A4
A4 B4 A5 B5 A6 B6 A7 B7
A0 B0 A1 B1 A2 B2 A3 B3
0
IA＞B
0
IA＜B
低位片C0
1
IA=B FA=B
FA＜B
FA＞B
A0 B0 IA＞B
IA＜B
A1 B1 A2 B2 A3 B3
C3
IA＜B
FA ＜
B
FA ＞ IA=B
B
0
B3 A3 B2 A2 B1 A1 B0 IAA0＞B
B3 A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0
0
IA＞B
0
B3 A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0 IA＞B
0
0
C2
IA＜B
0
C1
IA＜B
0
C0
IA＜B
0
1
FA ＜
FA ＞ IA=B
1
B
B
FA ＜
数据选择的功能：在通道选 择信号的作用下，将多个通 道的数据分时传送到公共的 数据通道上去的。
I0 I1
I 2n1
数值比较器——精选推荐
实验五数值比较器一、实验目的:1、掌握数值比较器的工作原理。
2 掌握中规模集成电路数值比较器的功能和使用方法。
3、掌握四位数值比较器74LS85的逻辑功能。
二、实验所需元器件:1、六反相器74LS04 （1片）2、四2输入或门74LS32 （1片）3、四2输入与门74LS08 （2片）4、4位数值比较器74LS85 （2片）5、8选1数据选择器74LS151 （1片）6、数字电路实验箱7、数字万用表三、实验原理:1. 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：表5-1 一位数值比较器的真值表输入输出A B F A>B F A<B F A=B0 0 0 0 10 1 0 1 01 0 1 0 01 1 0 0 1图5.1 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。
2.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5.2 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5-2 74LS85的真值表四、实验内容及实验步骤1. 数值比较器74LS85的逻辑功能测试，将结果填入表5-3。
表5-3输入端数A 0 0 1 1数B 0 1 0 1输出端FA>BF A<BF A=B2. 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。
数值比较器的逻辑功能
数值比较器的逻辑功能1. 什么是数值比较器？嘿，朋友们，今天咱们来聊聊一个神奇的小东西，叫做“数值比较器”。
这玩意儿在电子设备中可是个大明星，简直就是逻辑世界里的“话事人”。
你可以把它想象成一个数字的裁判，总是严谨、公正地帮我们判断两个数字之间的关系。
比如说，谁大、谁小，或者它们是否相等。
这就像你在玩儿扑克牌，拿着一手好牌，时不时得看看对手的牌到底怎么样。
数值比较器的工作原理其实和这个道理很像，只不过它的“对手”是数字而已。
想象一下，如果没有这个小玩意儿，我们的电子设备可得闹多大的笑话！你想啊，要是你的手机不能判断你是发给好友的信息，还是发错给了陌生人，那还得了？就像在晚会上，不小心把酒杯举给了完全不认识的人，场面可尴尬了。
哈哈！所以，这个数值比较器真的是我们日常生活中的小帮手，默默地为我们的数字世界保驾护航。
2. 数值比较器的逻辑功能2.1 比较功能数值比较器的主要工作就是进行比较，这听起来可能有点简单，但实际上，里面的逻辑可复杂多了。
它能执行几种基本的比较操作，比如大于、小于和等于。
这就像一场小型的辩论，两个数字在这儿互相较量，比较谁更强大。
比如说，数字A是5，数字B 是3，比较器立刻就会告诉你：“嘿，A大于B！”然后你就可以骄傲地把这个结果告诉大家，简直就像赢得了一场辩论赛！不过，有时候，数字们也会显得有点儿调皮，比如两个数字都等于5。
这时候，数值比较器又会抛出一个：“嘿，等于！”的提示，让你知道在这个环节，大家都是平等的，真是“平分秋色”。
这种判断可不止是在玩游戏时需要，很多复杂的计算和程序都得依赖它的精准判断，谁要是搞错了，后果可就不堪设想了。
2.2 应用场景数值比较器的应用场景也是五花八门，比如在计算机编程中，程序员经常需要用它来控制流程。
想象一下，你写了一个程序，要根据用户输入的年龄来判断他是否可以进酒吧。
如果输入的年龄大于18岁，那当然是“欢迎光临”，但如果小于18岁，那可就得“请回家练习喝水”了！而这个判断，正是依靠数值比较器来完成的。
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输 出 FA＞BFA＜BFA = B ＞ ＜ 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1
× × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × 1 0 0 0 1 0 0 0 1 × × 1
实验题
设计一个对两个两位无符号的二进制数进 行比较的电路；根据第一个数是否大于、 等于、小于第二个数，使相应的三个输出 端中的一个输出为“1”，要求用与门、与非 门及或非门实现。
4、设计一个对两个两位无符号的二进制数进行 比较的电路；根据第一个数是否大于、等于、 小于第二个数，使相应的三个输出端中的一个 输出为“1”，要求用与门、与非门及或非门实 现。 实验过程提示： 根据题意，第一个设为A1A0，第二个数设为 B1B0，列真值表如下
74LS85的功能表(187) 74LS85的功能表(187)
输 A3，B3 1 0 0 1 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A2，B2 × × 1 0 0 1 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 入 A1，B1 × × × × 1 0 0 1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A1 = B1 A0，B0 × × × × × × 1 0 0 1 A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0 级联输入 IA＞BIA＜B IA ＞ ＜
( A < B) = A3B3 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2B2 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2 ⊕ B2 ⋅ A B1 1 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2 ⊕ B2 ⋅ A ⊕ B1 ⋅ A B0 1 0 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2 ⊕ B2 ⋅ A ⊕ B1 ⋅ A ⊕ B0 ⋅ (a < b) 1 0
( A = B) = A ⊕ B3 ⋅ A ⊕ B2 ⋅ A ⊕ B1 ⋅ A ⊕ B0 ⋅ (a = b) 3 2 1 0
P185例6.4四位比较器的级联 例 四位比较器的级联
• 八位二进制数比较时 ， 若高四位相等 ， 就 八位二进制数比较时， 若高四位相等， 得看低四位比较结果。 得看低四位比较结果。 • 用两片 用两片74LS85比较八位数时，高四位的输 比较八位数时， 比较八位数时 出就是八位数比较结果的输出。 出就是八位数比较结果的输出。 • 低四位片 输出接到高四位片 的级联输 低四位片(1)输出接到高四位片 输出接到高四位片(2)的级联输 从而高四位相等时， 入 ， 从而高四位相等时 ， 高四位的输出取 决于级联输入—低四位的比较结果 低四位的比较结果。 决于级联输入 低四位的比较结果。
A1 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1
A0 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1
B1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1
B0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 10 1 0 0 0 1 1 0 0 1 1 1 0
2. 四位数值比较器74LS85 级联 输入 便于 功能 扩展
74LS85的逻辑符号
＆
A3 B3
1
＆ ≥1
A3⊙ B3
＆ ＆
1
A2 B2
1
＆ ≥1
A2 ⊙B2
＆ ＆ ≥1
A3A2A1A0和 B3B2B1B0为比 A>B、 、 、 较输入； 较输入； A<B、A=B 为比较输出； 为比较输出；
A>B A<B A=B
1
≥1
(a=b) (a>b) (a<b)
A1 B1
1
＆ ≥1
A1⊙ B1
＆ ＆
1
A0 B0 a>b a<b a=b
1
＆ ≥1
A0 ⊙B0
＆ ＆ ＆ ＆
1
B0 四 A0 (A>B) 位 B1 比 A1 (A=B) 较 B2 器 A2 (A<B) B3 a>b、a<b、a=b 、3 、 A 为 输入 (b)
试选用中规模集成电 路实现左表所示电路。 路实现左表所示电路。
若把A、 、 、 解 ： 若把 、 B、 C、 D看 因此选用四位二进制数 看 成二进制数时， 值比较器较为方便。 成二进制数时， 。 值比较器较为方便 ABCD=0110时，F2=1； 令A3A2A1A0=ABCD， ； 时 ， ABCD<0110时，F1=1； B3B2B1B0=0110， 时， ； A<B时为 1，A=B时为 ； ABCD>0110时，时为 2， 时为F 时 时为F F3=1； 时为 A>B时为 3。 上述分析结果是ABCD与 时为F 上述分析结果是 时为 与 二进制0110比较得出的。 比较得出的。 逻辑图如图所示。 二进制 比较得出的 逻辑图如图所示。
实现逻辑图
A3 A2 A1 74LS85 A0 (1) A>B A=B B3 B2 A<B B1 B0 a>b a=b a<b 0 1 0 A3 A2 A1 74LS85 A0 (2) A>B B3 A=B B2 A<B B1 B0 a>b a=b a<b
两片74LS85构成的八位数值比较的逻辑图 构成的八位数值比较的逻辑图 两片
Ai>Bi Ai=Bi
Ai Bi = 1
A ⊕ Bi = 1 i
Ai<Bi
Ai Bi = 1
( A > B) = A3 B3 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2 B2 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2 ⊕ B2 ⋅ A B1 1 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2 ⊕ B2 ⋅ A ⊕ B1 ⋅ A0 B0 1 + A3 ⊕ B3 ⋅ A2 ⊕ B2 ⋅ A ⊕ B1 ⋅ A0 ⊕ B0 ⋅ (a > b) 1
FA 〈 B
0 1 1 1 0 0 1 1 0 0 0 1 0 0 0 0
FA= B
1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1
FA〉 B = A1 B1 + A0 B1 B0 + A1 A0 B0 = A1 B1 + A1 ⊕ B1 A0 B0
FA 〈 B = A1 B1 + A1 A0 B0 + A0 B1 B0 = A1 B1 + A1 ⊕ B1 A0 B0
必 接 好 “1”
(1)
a5 a6 A a4 b6 B
b5 b4
a3 a1 a2
b3 b1 a0 b2 b0
补充例题
A B C D 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 0 0 0 0 1 1 1 1 0 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 1 0 F1 F2 F3 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1
一、1位数值比较器 位数值比较器
功能表
输入
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 A>B 0 0 1 0
输出
A=B 1 0 0 1 A<B 0 1 0 0
“A > B”= A B
“A = B” A B + AB = = A⊕ B
“A < B”= AB
“A > B”= AB “A = B”= AB + AB “A < B”= AB
逻辑图 A
&
逻辑符号 A<B
≥1 A>B A=B A<B
&
A=B A>B
A B
B
二、多位数值比较器
比较原则： 比较原则： 1. 先从高位比起，高位大的数值一定大。 先从高位比起，高位大的数值一定大。 2. 若高位相等，则再比较低位数，最终结果 若高位相等，则再比较低位数， 由低位的比较结果决定。 由低位的比较结果决定。 请根据这个原则设计一下： 请根据这个原则设计一下：每位的比 较应包括几个输入、输出？ 较应包括几个输入、输出？
例：七位二进制数比较器。（采用两片85） 七位二进制数比较器。（采用两片 ） 。（采用两片
高位片
A>B ） (2) （A>B）L （ ） A=B 74LS85 A=B）L （A<B）L ） A<B A3A2 A1 A0 B3B2 B1B0 A>B
低位片
（A>B）L ） （ ） A=B 74LS85 A=B）L （A<B）L ） A<B A3A2 A1 A0 B3B2 B1B0
FA= B = A1 A0 B1 B0 + A1 A0 B1 B0 + A1 A0 B1 B0 + A1 A0 B1 B0 = A0 ⊕ B0 A1 ⊕ B1
如果要比较两个多位二进制数A和B的大小？
比较原理
• 比较两个二进制数的大小要从最高位开 始比较直至最低位。 始比较直至最低位。 • 如对于 如对于A=A3A2A1A0 和 B=B3B2B1B0 ， 若 A3>B3 ， 以下各位不必比较 ， 就可判断 以下各位不必比较， A>B，反之，若A3<B3，则A<B； ，反之， ； • 若 A3=B3 ， 则比较 2 和 B2 的关系 ， …… 则比较A 的关系， 直至最低位，从而可以确定A和 的关系 的关系； 直至最低位，从而可以确定 和B的关系； • 只有 和B各位都相等才有 只有A和 各位都相等才有 各位都相等才有A=B。 。