数值比较器设计
详细设计方案_74hc85
四位数值比较器详细设计方案1.四位比较器简介：四位数值比较器是一个有多个输入和多个输出组合逻辑电路，在数字系统中有着广泛的应用。
它通过比较两个四位二进制数的值，以产生不同的输出结果。
本设计兼容数字电路中常用的74HC85数值比较器。
74HC85是4位数值比较器，其功能如表1所示，输入端包括A3～A0与B3～B0，输出端为FA>B、FA<B、FA=B，以及扩展输入端为IA>B、IA <B和IA=B。
扩展输入端与其他数值比较器的输出连接，以便组成位数更多的数值比较器。
2.四位比较器方案规格：四位数进行比较，输出比较结果。
3.四位比较器方案目的：1、使学生了解四位比较器。
2、使学生掌握四位比较器设计方法。
4.使用方法：KEY2 KEY1按键作为B1 B0输入，KEY4 KEY3按键作为A1 A0输入，3个LED（LED3 LED2 LED1）Fa>b、Fa<b、Fa=b指示，下载到FP GA上面，可以看到默认时候LED1发光，代表Fa=b，当KEY2或者K EY1按下时候LED3亮，代表A<B，当KEY4或者KEY3按下时候LED 2亮，代表A>B。
5.四位比较器硬件方案：6.四位比较器实现原理74HC85是4位数值比较器，其功能如表1所示，输入端包括A3～A0与B3～B0，输出端为FA>B、FA<B、FA=B，以及扩展输入端为IA>B、IA <B和IA=B。
扩展输入端与其他数值比较器的输出连接，以便组成位数更多的数值比较器。
其逻辑符号如图1所示。
7.Verilog HDL源代码Verilog HDL代码为：module compare4(input [3:0] a_in, // 第一个4位比较值input [3:0] b_in, // 第二个4位比较值input [2:0] i_in, // 扩展输入端output reg [2:0] f_out // 比较结果输出端);//******************************************************************** **********// 模块名称：4位比较器模块// 功能描述：完成4位比较器的功能//******************************************************************** **********always@( a_in or b_in or i_in ) beginif ( a_in > b_in )f_out = 3'b100; // 输出a大于belse if( a_in < b_in )f_out = 3'b010; // 输出a小于belse begincase( i_in )3'b000:f_out = 3'b110;3'b010:f_out = 3'b010; // 输出a小于b3'b100:f_out = 3'b100; // 输出a大于b3'b110:f_out = 3'b000;default:f_out = 3'b001; // 输出a等于bendcaseendendendmodule8.日积月累思考其他控制发光二极管放光的办法。
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
8位数值比较器4585电路的设计
08级学生数字电路课程设计数字电路课程设计报告书课题名称8位数值比较器的设计姓名张龙学号0812501*04院、系、部物理与电信工程系专业电子科学与技术指导教师张学军2010年06月23日一、设计任务及要求：设计任务：设计一个8位数值比较电路要求：接通电源后，高电平（5V）为对应逻辑输入1；低电平（接地，0V）对应逻辑输入0。
由单刀双掷开关实现逻辑0和1之间的状态转换。
要求能够比较输入的任意一组8位二进制数。
指导教师签名：2010年06月23日二、指导教师评语：指导教师签名：2010年06月日三、成绩验收盖章：2010年06月日8位数值比较器4585电路的设计1 设计目的（1）学习数值比较器在组合电路中的应用及数值比较器功能的拓展； （2）熟悉数值比较电路的工作原理； （3）熟悉数码管的使用；（4）了解简单数字系统实验、调试以及故障排除方法。
2 设计思路（1）设计一个8位二进制数值的输入电路；（2）设计一个反馈电路显示输入的8位二进制数值的大小； （3）通过比较器对所输入的数值进行比较。
3 设计过程3.1方案论证→→→→注意:因比较器比较得来的结果可从数码管处验证；故设计可行。
3.2电路设计8位数值输入部分在接通电源后，高电平（5V ）为对应逻辑输入1；低电平（接地，0V ）对应逻辑输入0。
由单刀双掷开关实现逻辑0和1之间输入的状态转换。
3.3电路的基本组成与工作原理电路的基本组成原理总图所下图1示。
主要由两片4位4585数值比较器、四个数码管、三个显示灯、16个单刀双掷开关及一个5V 电源组成。
8位数值输入电路 利用数码管客观显示所输入数值通过比较器比较两值的大小其中，三个数码管为X1、X2和X3；X1、X2和X3分别对应于红灯、绿灯和蓝灯（图2）打开电源开关，用A、B、C、D、E、F、G、H输入第一个数a，并用红色数码管显示其数值；用I、J、K、L、M、N、O、P输入第二个数b，并用蓝色数码管显示其数值；当a>b时，红灯亮；当a=b时，绿灯亮；当a<b时，蓝灯亮。
4位数值比较器设计教学资料
4位数值比较器设计电子技术课程设计报告题目： 4位数值比较器设计学生姓名：学生学号：年级：专业：班级：指导教师：机械与电气工程学院制2016年11月4位数值比较器设计机械与电气工程学院：自动化专业1.课程设计的任务与要求1.1 课程设计的任务采用Multisim 12.0软件实现4位数值比较器的设计与仿真。
1.2 课程设计的要求（1）设计一个4位数值比较器的电路，对两个4位二进制进行比较。
（2）采用74Ls85集成数值比较器。
（3）要有仿真效果及现象或数据分析。
2.四位数值比较器设计方案制定2.1 四位数值比较器工作的原理对两个4位二进制数A3A2A1A0与B3B2B1B0进行比较。
从A的最高位A3和B的最高位B3进行比较，如果他们不相等，则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。
若最高位A3=B3，则再比较次高位A2=B2，余此类推。
如果两数相等，那么，必须将进行到最低位才能得到结果。
可以知道：FA>B=FA3>B3+FA3=B3FA2>B2+FA3=B3FA2=B2FA1>B1+FA3=B3FA2=B2FA1=B2FA0 >B0+FA3=B3FA2=B2FA1=B1FA0=B0IA>B （2-1）FA<B=FA3<B3+FA3=B3FA2<B2+FA3=B3FA2=B2FA1<B1+FA3=B3FA2=B2FA1=B2FA0<B0+FA3=B3FA2=B2FA1=B1FA0=B0IA<B （2-2）FA=B=FA3=B3FA2=B2FA1=B1FA0=B0IA=B （2-3）IA>B 、IA<B 和IA=B 称为扩展输入端，是来自地位的比较结果。
扩展输入端与其他数值比较器的输出连接，以便组成位数更多的书值比较器。
若仅对4位数进行比较时，IA>B 、IA<B 、IA=B 进行适当处理，IA>B=IA<B=0,IA=B=1。
数值比较器
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
电子电路中常见的数字比较器设计问题
电子电路中常见的数字比较器设计问题在电子电路设计中，数字比较器是一种关键的电路元件，用于比较两个电压输入的大小，并产生相应的输出信号。
在实际的数字系统中，经常会遇到一些数字比较器设计问题，本文将围绕这些问题展开讨论。
一、电压比较器的基本原理电压比较器是数字电路中常见的一个模块，它可以将两个输入信号进行比较，并根据比较结果产生相应的输出信号。
比较器的基本原理是将两个输入电压与一个参考电压进行比较，若输入电压高于参考电压，则输出高电平；若输入电压低于参考电压，则输出低电平。
常见的数字比较器采用的是差分比较的原理，即将两个输入信号与一个参考电压分别相减，然后将差值与一个阈值进行比较。
二、数字比较器的设计流程在实际的电路设计中，数字比较器的设计通常需要遵循以下几个步骤：1. 确定比较器功能需求：首先需要明确所需的比较器的功能，例如是进行相等比较还是大小比较，是否需要输出比较结果等。
2. 选择比较器类型：根据功能需求选择合适的比较器类型。
常见的数字比较器有高速比较器、低功耗比较器、高精度比较器等。
3. 设计比较器的输入级：输入级通常采用差动放大器，用于将输入信号进行差分放大，并与参考电压进行比较。
4. 设置比较器的阈值：根据比较器的功能需求设定合适的阈值，用于判断输入信号的大小关系。
5. 设计比较器的输出级：输出级通常采用放大器和电平转换电路，用于将比较器的比较结果转换为合适的输出电平。
6. 进行仿真与优化：完成比较器电路的设计后，需要进行仿真与优化，确保电路性能满足设计要求。
三、常见的数字比较器设计问题在数字比较器的设计过程中，常常会遇到一些问题，下面介绍几个常见的设计问题及其解决方法：1. 噪声抑制：在实际应用中，输入信号往往会受到噪声的干扰，导致比较器输出信号的不稳定。
为了提高比较器的噪声抑制能力，可以采用差分输入，增大输入信号的幅度，或者通过滤波电路对输入信号进行处理。
2. 响应速度：对于一些高速应用，比较器的响应速度是一个重要的指标。
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。
原创：8位数值比较器的设计
数字电路课程设计报告书课题名称 8位数值比较器的设计姓 名 张 龙 学 号 0812501*04 院、系、部 物理与电信工程系 专 业 电子科学与技术指导教师张学军2010年 07月 07日※※※※※※※※※ ※※※※ ※※ ※※※※※※※※※2008级电子科学与技术专业数字电子技术课程设计一、设计任务及要求：设计任务：设计一个8位数值比较电路，并为该比较器设计一个稳压电源电路。
要求：①设计一个直流稳压电源电路，高电平对应输出为逻辑1，低电平对应输出为0；②通过单刀双掷开关实现高低电平的转换，对任意一组输入信号进行比较；③设计并画出工作总图，论述其工作原理；采用Multisim 10.0进行仿真实验并且完善电路设计。
指导教师签名：2010 年7月7日二、指导教师评语：指导教师签名：2010 年07月日三、成绩验收盖章2010 年07月日8位数值比较器4585电路的设计1 设计目的（1）学习数值比较器在组合电路中的应用及数值比较器功能的拓展； （2）熟悉数值比较电路的工作原理； （3）熟悉数码管的使用；（4）了解直流稳压电源的结构。
（5）了解简单数字系统实验、调试以及故障排除方法。
2 设计思路（1）设计一个8位二进制数值的输入电路；（2）设计一个反馈电路显示输入的8位二进制数值的大小； （3）通过比较器对所输入的数值进行比较。
3 设计过程3.1方案论证图1 8位数值比较器设计框图如图1所示，比较所得的结果可从数码管处验证，故设计可行。
3.2 芯片功能分析4585BD 是一个四位数值比较器。
信号输入稳压电源比较器LED 显示电路图2 4585BD引脚图表1 4585BD功能表输入输出A3 B3A2 B2A1 B1A0 B0AGTB AEQB ALTB OAGTB OAEQB OALTB A3 >B3×××L H L H L LA3 <B3×××L H L L L HA3 = B3A2 >B2××L H L H L LA3 =B3A2 <B2××L H L L L HA3 =B3A2 =B2A1 >B1×L H L H L LA3 =B3A2 =B2A1 <B1×L H L L L HA3 =B3A2 =B2A1 =B1A0 >B0L H L H L LA3 =B3A2 =B2A1 =B1A0 <B0L H L L L HA3 =B3A2 =B2A1 =B1A0 =B0L H L L H L××××H H H ×××××××H H L ×××××××L H H ×××××××L L L ×××××××H L L ×××××××L L H ×××××××H L H ×××（1）由4585BD功能表可知，当AGTB、AEQB、ALTB分别接低电平、高电平、低电平时，比较器正常工作。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2018/11/17
1 2 3 4 5 6
此为引脚3 接地
2018/11/17
实现功能后，因为开关打开闭合效果我们观察到的不是很明显，所以我 们决定在开关后接入一个发光二极管可以直接的观察到每一个开关闭合 的效果，如下图所示： 第一次接入时没考虑二极 管的额定电压范围，直接 接入发光二极管导致二极 管烧掉了；第二次在发光 二级管前接入330欧姆的电 阻，但因组织太小，二极 管在亮了几秒之后烧掉了； 第三次换了阻值较大为 1000欧姆的电阻，二级管 正常发光；但是发现显示 输出的二极管随着电阻个 数的增加变得越来越暗； 经过组员讨论，发现是电 阻分压的问题，最后决定 使用两个电源，一个控制 与开关相连的二极管，另 一个控制数值比较电路。 最后实现我们想要的功能 2018/11/17 效果。
2018/11/17
芯片功能分析
集成数值比较器
集成数值比较器74LS85的功能 74LS85是四位数值比较器 ，其工作原理和两位数值比 较器相同。
B3 IA=B
A0 B0 IA＞B IA＜B IA=B A1 B1 A2 B2 A3 B3
1 16 VCC 15 A3 14 B2 13 A2 12 A1 11 B1 10 A0 9
A2 B2
× × A2 > B2 A2 < B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2
A1 B1
× × × × A 1 > B1 A 1 < B1 A 1 = B1
A0 B0
× × × × × × A0 ×
IA<B
× × × × × × ×
IA=B
× × × × × × ×
设计要求：
1．比较两个十进制数（如3和5）的大小。 2．输出采用3个发光二极管指示（分别代表大 于、等于、小于）。 3．可能的话，在上述要求的基础上进行相关扩 展功能的设计。 4．先进行原理分析与方案选择，采用仿真软件 （比如Proteus或Quartus）进行设计；功能实 现后，设计并制作实际电路并进行调试，完成 一份设计报告。
每次要运行都是和电池盒直接相连，导致发光二级管容易烧掉，我们小 组成员讨论后一致决定在电路中增加一个总开关，这样就可以利用开关 对线路控制，改善后的电路图如下：
总 开 关
2018/11/17
实验现象及其结果
下图为我们电路实物图及各个器件的表示功能
2018/11/17
当A、B输入都0000时，即只有总开关闭合时，发光二极管的状态如下： 对应的A0、A1、A2、A3、B0、B1、B2、B3都是不亮的；由 A=B,，我们可 以观察到A<B、A>B对应的发光二级管都是不亮的， 只有A=B对应的发光 二级管是亮的。实物图如下所示：
2018/11/17
当A输入0000，B输入为0100时，且总开关闭合的状态下，发光二极管的 状态如下：对应的A0、A1、A2、A3、B0、B1、B3都是不亮的，B2输入为1 则对应的发光二级管是亮的；由 A<B,，我们可以观察到A=B、A>B对应的 发光二级管都是不亮的， 只有A<B对应的发光二级管是亮的。实物图如 下所示：
IA＜B 2
3
IA＞B 4 FA＞B 5 FA=B 6 FA＜B 7 GND 8
74LS85
FA=B FA＜B FA＞B
B0
74LS85的示意框图
2018/11/17
74LS85的引脚图
4位数值比较器74LS85的功能表
输 入 输 出
A3 B 3
A3 > B3 A3 < B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3
FA>B
H L H L H L H
FA<B
L H L H L H L
FA=B
L L L L L L L
A3 = B3
A3 = B3 A3 = B3 A3 = B3 A2018/11/17 3 = B3
A2 = B2
A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2 A2 = B2
A 1 = B1
A 1 = B1 A 1 = B1 A 1 = B1 A 1 = B1
A0 < B0
A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0 A0 = B0
×
H L × H
×
L H × H
×
L L H L
L
H L L L
H
L H L L
L
L L H L
仿真成功后，我们根据每一个器件的最大电压以及其引脚的相应功 能，我们整体排版后实物焊接，在焊接过程中由于之前的考虑不周， 得不到我们想象中的结果。刚开始就是因为对于闭锁开关引脚不熟 悉导致不管怎么控制开关，永远没有低电平输入，为得到预期效果， 我们重新对闭锁开关各个引脚进行深入了解，使引脚三接地，这样 我们的电路就能够正常工作；为了避免发光二极管容易烧掉，我们 在其前连上一个1千欧的电阻，作为保护电路。 下面为我们开始做的实物图
一个状态的正反两面。无论怎么使用闭锁开关都只有中间那个发光二级管亮（即A=B） 错误原因：没有弄清楚闭锁开关各个引脚的工作原理，只有引脚1接入了电源，引脚三没有接地。 导致在开关打开时没输入低电平 ，使得电路无法正常输入。
2018/11/17
利用万用表测得闭锁开关六个引脚之间的相互关系， 其对应关系如下 （开关按下去1、2连通，4、5连通，开关断开2、3 连通，5、6连通） 我们决定在引脚1接入电源，引脚3接地 下图为改善后的电路图：（在引脚三上接入地）
2018/11/17
当A输入1100，B输入为0100时，且总开关闭合的状态下，发光二极管的 状态如下：对应的A0、A1、B0、B1、B3都是不亮的，A2、A3、B2输入为1 则对应的发光二级管是亮的；由 A>B,，我们可以观察到A=B、A<B对应的 发光二级管都是不亮的， 只有A>B对应的发光二级管是亮的。实物图如 下所示：
2018/11/17
四位比较器设计
本次实验主要是利用74LS85芯片，我们在网上查询到其 电源电压7V，输入电压7V，发射极间电压的A、B电压 5.5V工作环境为0~70.C，以及其功能表。我们在整个的实 训过程中，我们组员首先就是对其各个引脚的作用及其功 能的深入了解，才能进行proteus仿真。 下面为我们最开始的仿真图