数值比较器设计
数值比较器设计
2018/11/17
1 2 3 4 5 6
此为引脚3 接地
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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。
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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。
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
1.5 数据比较器的设计
（1）单击标题栏中的Assignments→Pin Planner选项，出现管 脚规划窗口。 （2）在Location输入框中，双击鼠标，再单击出现的弹出式菜 单的下拉式箭头，出现的下拉菜单列出所选用芯片的所有可用管 脚，可根据所使用的实验箱或开发板的管脚分配情况锁定管脚。 将输入信号管脚锁定为按键、输出管脚锁定为发光二极管。 （3）单击标题栏中的Processing→Start Compilation选项，再 次启动全程编译。编译成功后，就可以将设计的程序下载到可编 程逻辑芯片中。 （4）使用电缆将计算机和实验箱连接，接通实验箱电源。单击 Tools→Programmer选项，在编程窗口中进行硬件配置，可选 择LPT1接口输出的ByteBlasterMV、ByteBlasterⅡ或USBBlaster编程器等硬件类型，编程方式选中JTAG编程方式。 （5）单击【Add Files】按钮，在弹出的对话框中，再打开 output_files文件夹，单击选中COMPB.sof文件，再单击【Start】 按钮，即可开始对芯片编程。
（1）在计算机的E盘，建立文件夹E:\EXAM113作为项目文件夹。 （2）启动QuartusⅡ，单击【Create a New Project】按钮打开 新项目建立向导，也可以单击菜单File→New→New Quartus II Project，在新项目建立向导对话框中分别输入项目文件夹、项目 名和顶层设计实体名，项目名为COMPC、顶层设计实体名也为 COMPC。 （3）采用图形输入方式，在添加文件对话框的File name中输入 COMPC.bdf，然后单击【Add】按钮，添加该文件。 （4）由于需要使用先前生成的数据同比较器元件COMPA.bsf， 可单击添加文件对话框的File name右侧的按钮，选择 E:\EXAM111文件夹下的COMPA.bsf，再次单击【Add】按钮， 添加COMPA.bsf文件。 （5）在器件设置对话框中，根据实验箱或开发板上使用的器件 决定选择的芯片系列和具体元件，本书选择Cyclone Ⅳ E系列的 EP4CE6E22C8芯片。 （6）单击【Finish】按钮，关闭新项目建立向导。注意：软件的 标题栏必须变为E:/EXAM113/COMPC- COMPC。
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。
数字电路二位数值比较器
数字电子技术基础课程设计报告书题目：2位数值比较器姓名：班级：指导教师：设计时间：2011年3月— 7月民族大学数学与计算机学院一、背景和编写目的随着时代的进步，社会的发展，科学技术的进步，我们会在很多地方用到比较器，比如，在体育竞技场地对一些选手的成绩进行比较，选出他们中的成绩优异者；我们为了比较一下不同物品的参数，我们可以利用一些科学技术来实现这些功能，使得我们的工作效率得以提高，减少了我们认为的工作量。
本次设计的目的就是通过实践掌握数字电路的分析方法和设计方法，了解了解EDA技术和maxplus2软件并掌握VHDL硬件描述语言的设计方法和思想。
以数字电子技术基础为指导，通过学习的VHDL语言结合电子电路的设计知识理论联系实际，掌握所学的课程知识和基本单元电路的综合设计应用。
通过对比较器的设计，巩固和综合运用所学知识，提高分析、解决计算机技术实际问题的独立工作能力。
比较器有2位数比较器，4位数比较器，8位数比较器等多种。
本课程设计就是两位数比较器，可以实现2位二进制数值的比较。
二、EDA和VHDL的介绍EDA技术EDA技术的概念EDA是电子设计自动化(E1echonics Des5p AM•toM60n)的缩写。
由于它是一门刚刚发展起来的新技术，涉及面广，内容丰富，理解各异。
从EDA技术的几个主要方面的内容来看，可以理解为：EDA技术是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计工具，通过有关的开发软件，自动完成用软件的方式设计电子系统到硬件系统的一门新技术。
EDA技术的特点采用可编程器件，通过设计芯片来实现系统功能。
采用硬件描述语言作为设计输入和库(LibraLy)的引入，由设计者定义器件的内部逻辑和管脚，将原来由电路板设计完成的大部分工作故在芯片的设计中进行。
由于管脚定义的灵活性，大大减轻了电路图设计和电路板设计的工作量和难度，有效增强了设计的灵活性，提高了工作效率。
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行调整和优化。
设计一个完整的4位数值比较器需要考虑的因素还有很多，比如输入的范围、输出的表示方式等。
在实际应用中还可能需要考虑更多的因素，比如速度、功耗等。
因此，对于一个具体的设计，需要根据具体的要求和条件来进行详细的设计和实现。
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实验二：数值比较器设计
一、 实验目的
巩固QuartusII 软件的使用，熟悉Verilog HDL 程序结构，学会用文本输入法设计逻辑电路。
二、 数值比较器原理
根据两位二进制数的大小得到对应的比较结果，其电路示意图及电路特性表为：
比较器电路示意图 比较器特性表 A B )(B A Y < )(B A Y = )(B A Y > 0 0 0 1 0 0 1 1 0 0
1 0 0 0 1
1 1
0 1 0
三、 程序
Module bijiao(A,B,Ys,Ye,Yb);
Input A,B;
Output Ys,Ye,Yb;
Reg Ys,Ye,Yb;
Always@(AorB)
If(A>B)
Begin
A )(
B A Y <
)(B A Y =
B )(B A Y >
Ys=0;
Ye=0;
Yb=1;
End
Else if(A=B) Begin
Ys=0;
Ye=1;
Yb=0;
End
Else
Begin
Ys=1;
Ye=0;
Y=0;
End
End moudle 四、仿真结果
五、实验总结
这个实验让我理清了思路，让我不再迷茫，让我的基础更扎实了，让我熟悉了数据比较起的原理，并熟悉了程序，但还是在第一次的时候错误百出，所以我还要勤加努力，相信勤能补拙。