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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
：。
【实用】比较器与选择器PPT文档
1．电路构成：由四个异或门和一个或非门组成。
德输州信入息工程学大校欢小迎你比! 较器：可以比较两个数码的大小的比较器。
G是选通信号端，低电平有效； 3．工作原理：Y = 1时，两个数相等； 1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个与门构成。 A1、A2、A3、A4及B1、B2、B3、B4为输入的多个信号，S为旋转开关，P为控制信号――输入选通脉冲。 能够比较两个数码的逻辑电路。 A1、A2、A3、A4及B1、B2、B3、B4为输入的多个信号，S为旋转开关，P为控制信号――输入选通脉冲。 1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个与门构成。 多路选择器功能：与一个单刀多掷开关相似。 适用场合：广泛运用于多输入、单输出的数据传输网络。 G是选通信号端，低电平有效；
2．集成多路选择
数据选择集成电路74LS157的管脚排列图：
功能表：
表15.1.2 功能表来自输入GS
A
B
H
×
×
×
L
L
L
×
L
L
H
×
L
H
×
L
L
H
×
H
输出 Y
L L H L H
G是选通信号端，低电平有效； S是选择信号端，用来选择哪一路信号输出。
谢谢交流！
输入
1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个与门构成。 多路选择器是从多个输入信号中，选择一个并且单个输出的电路。
3．真值表
一位大小比较器真值表
输 Ai 0 0 1 1
入 Bi 0 1 0 1
输 Y1（Ai>Bi）
0 0 1
0
出 Y1（Ai<Bi）
0 1 0
德输州信入息工程学大校欢小迎你比! 较器：可以比较两个数码的大小的比较器。
G是选通信号端，低电平有效； 3．工作原理：Y = 1时，两个数相等； 1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个与门构成。 A1、A2、A3、A4及B1、B2、B3、B4为输入的多个信号，S为旋转开关，P为控制信号――输入选通脉冲。 能够比较两个数码的逻辑电路。 A1、A2、A3、A4及B1、B2、B3、B4为输入的多个信号，S为旋转开关，P为控制信号――输入选通脉冲。 1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个与门构成。 多路选择器功能：与一个单刀多掷开关相似。 适用场合：广泛运用于多输入、单输出的数据传输网络。 G是选通信号端，低电平有效；
2．集成多路选择
数据选择集成电路74LS157的管脚排列图：
功能表：
表15.1.2 功能表来自输入GS
A
B
H
×
×
×
L
L
L
×
L
L
H
×
L
H
×
L
L
H
×
H
输出 Y
L L H L H
G是选通信号端，低电平有效； S是选择信号端，用来选择哪一路信号输出。
谢谢交流！
输入
1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个与门构成。 多路选择器是从多个输入信号中，选择一个并且单个输出的电路。
3．真值表
一位大小比较器真值表
输 Ai 0 0 1 1
入 Bi 0 1 0 1
输 Y1（Ai>Bi）
0 0 1
0
出 Y1（Ai<Bi）
0 1 0
数据比较器
A3 B3 A3＞B3 A3＜B3 A3＝B3 A3＝B3 A3＝B3 A3＝B3 A3＝B3 A3＝B3 A3＝B3
四位二进制数比较器的真值表
比较输入
输出
A2 B2 ×
A1 B1 ×
A0 B0 ×
A＞B 1
A＜B 0
×
×
×
0
1
A2＞B2
×
×
1
0
A2＜B2
×
×
0
1
A2＝B2
A1＞B1
×
1
0
A2＝B2
进行比较，所以对于单元6而言，当 A19~23=B19~23 时，输出端FA>B和FA<B 的输出是0还是1无关紧要的。
A<B
B3 B2 B1 B0 A>B A3 A2 A1 A0 A=B
74LS85 6
FA>B
FA=B
FA<B
总输出
当单元1出现相等情况时，单元6 将自动选择单元2进行比较，并 依次比较下去。最低位单元（单 元5）的接法则不同，它的3个输 出端分别接至单元6的相应的控 制输入端，而控制输入端A>B和 A<B接0，而A=B必须接1，以保 证在A=B时，单元6的FA=B有输出
F A< B
F A =B A>B
74LS85 A < B
A =B
B15 A15 B14 A14 B13 A13 B12 A12
B11 A11 B10 A10 B 9 A 9 B 8 A 8
F A>B F A< B
74LS85
F A =B A>B A< B
A =B “ 1”
B3 A3 B2 A2 B1 A1 B0 A0
三数据选择器比较器全加器
输入数据：D1 D0 ; D3 D2 D1 D0 ;
输出： Y =Di 。 D7 D6 D5 D4D3 D2 D1D0 ；
数据选择器的应用
① 作数据选择，实现多路信号分时传送； ② 级联扩展； ③ 实现组合逻辑函数； ④ 在数据传输时实现并—串转换； ⑤ 产生序列信号。
4选1数据选择器 74LS153
输 W出
信 号
4 选1数据选择器的功能图
数据选择 器类似一 个多பைடு நூலகம்开 关。选择 哪一路信 号由相应 的一组地 址信号控 制。
数据选择器
输 D0
入 数
D1
据 Dn
…
…
Am A0 选择端(地
址信号) 输
Y出
数 据
E 使能端
使能端 E : 控制芯片的工作情况
逻辑 关系
输入
控制端 选择端
（输入地址代码）
42选选11：：AA10A0 8选1：A2 A1 A0
序列信号：01101001。
电路图
8/1数据选择器 应用—并入串出
例：用数据选择器2片74LS153（4选1）、 译码芯片74LS247（4-7段译码器）和数码 器管，使电路在任意时刻现实2、0、1、2 四个数字。
电路图
数值比较器—原理
1位数值比较器：
数值比较器—原理
2位数值比较器
多位2进制数进行比较时，如果高位已经比较出〉 或〈，则可直接比较出结果，否则则应进一步比较低位。
设计时采用函数式对照法。地址端 作为输入端，数据输入端可以综合 为一个输入端。
8/1数据选择器 应用—扩展
例：用2片74LS151实现16选1数据选择器①
74LS151实现16选1数据选择器①
数值比较器基本原理
数值⽐较器基本原理
数值⽐较器基本原理
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。
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FA>B，FA<B和FA=B。
2位数值⽐较器的真值表如表所⽰。
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1所⽰:。
8数值比较器解析
A’>B’ A’=B’ A’<B’：扩展输入端，级联时低位向高位 的进位位。若A=B时，要由这三位输入来决定比较结果。
2020/2/8
26
输
A3，B3 A2，B2
10
×
01
×
A3 = B3
10
A3 = B3
01
A3 = B3 A2 = B2
A3 = B3 A2 = B2
A3 = B3 A2 = B2
74LS283电路是一个四位加法器电路，可实 现两个四位二进制数的相加，其逻辑符号如图323所示。
2020/2/8
21
图3-23 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。
2020/2/8
( An Bn )Cn1 AnBn
2020/2/8
19
Sn An Bn Cn1
由表达式得
Cn ( An Bn )Cn1 AnBn 逻辑图：
仿真
图3-22 全加器
2020/2/8
（a）电路图 （b）逻辑符号
20
3.5.2 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。
(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。
A
0
0
1
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1
B
YA>B
YA<B
YA=B
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输
A3，B3 A2，B2
10
×
01
×
A3 = B3
10
A3 = B3
01
A3 = B3 A2 = B2
A3 = B3 A2 = B2
A3 = B3 A2 = B2
74LS283电路是一个四位加法器电路，可实 现两个四位二进制数的相加，其逻辑符号如图323所示。
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21
图3-23 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。
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( An Bn )Cn1 AnBn
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19
Sn An Bn Cn1
由表达式得
Cn ( An Bn )Cn1 AnBn 逻辑图：
仿真
图3-22 全加器
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（a）电路图 （b）逻辑符号
20
3.5.2 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。
(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。
A
0
0
1
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1
B
YA>B
YA<B
YA=B
比较器的应用(问题).ppt
2019/3/22
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常见问题
1、比较器74LS85的管脚是如何排列的？ 答：如图所示：
Vcc A3 B2 A2 A1 B1 A0 B0
16 15 14 13 12 11 10 1 2 3 4 5 6 7 9 8
B3 A<B A=B A>B A>B A=B A<B GND
2019/3/22
2019/3/22
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实验原理
（1）比较器原理 比较器对两组同样位数的二进制数进行数值比较。有等值比较 器和量值比较器两类，等值比较器只检验两数是否相等，量值比 较器不但要检验两数是否相等，还要判断出它们的大小。按数据 的传输方式，又有串行比较器和并行比较器之分。 现以具有控制输入端的四位量值比较器74LS85为例加以说明，它 有8个数码输入端（A0～A3，B0～B3），三个控制输入端（a>b） （a<b）（a=b）和三个控制输出端（ A>B）（A<B）和（ A=B）。 四位量值比较器74LS85以并行方式对二进制码和BCD码进行直接 比较，比较时先比较两组输入数据的最高位，如不等则输出比较 结果，如相等则再比较下一位，依次类推，直至最低位，这样的 比较可以提高比较速度。 对于两组四位字，比较结果直接在三个输出端输出，而较长的字， 则可将比较器级联起来进行比较。级联时，将低位比较器的三个 输出端接到高位比较器的控制输入端，而低位比较器的控制输入 端（a=b）必须接高电平；（a>b）和（a<b）必须接低电平。这样 的级联方式，要经过两级门延迟时间来完成长字的比较，还有另 一种能进一步降低比较时间的级联方式，并联方式。 返回目录
2019/3/22
（2）电子锁原理 利用比较器可以做一个有趣的电子锁实验， 将两个比较器串联，形成一个八位比较器，并假 设A组的8个输入为开锁的钥匙，B组的8个输入为 电子锁的密码。输入A组数据，与B组数据（密码） 做比较，如果A组等于B组，发光二极管发光并开 锁；如果A组不等于B组，则蜂鸣器报警，表示有 危险情况。我们可以利用两片四位比较器，将其 串联起来完成一个8位电子锁， 在电路中， A=B 的输出端驱动发光二极管， A>B 和 A<B的输出端接一个或门，只要有其中一种情况发 生，或门就输出高电平。
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常见问题
1、比较器74LS85的管脚是如何排列的？ 答：如图所示：
Vcc A3 B2 A2 A1 B1 A0 B0
16 15 14 13 12 11 10 1 2 3 4 5 6 7 9 8
B3 A<B A=B A>B A>B A=B A<B GND
2019/3/22
2019/3/22
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实验原理
（1）比较器原理 比较器对两组同样位数的二进制数进行数值比较。有等值比较 器和量值比较器两类，等值比较器只检验两数是否相等，量值比 较器不但要检验两数是否相等，还要判断出它们的大小。按数据 的传输方式，又有串行比较器和并行比较器之分。 现以具有控制输入端的四位量值比较器74LS85为例加以说明，它 有8个数码输入端（A0～A3，B0～B3），三个控制输入端（a>b） （a<b）（a=b）和三个控制输出端（ A>B）（A<B）和（ A=B）。 四位量值比较器74LS85以并行方式对二进制码和BCD码进行直接 比较，比较时先比较两组输入数据的最高位，如不等则输出比较 结果，如相等则再比较下一位，依次类推，直至最低位，这样的 比较可以提高比较速度。 对于两组四位字，比较结果直接在三个输出端输出，而较长的字， 则可将比较器级联起来进行比较。级联时，将低位比较器的三个 输出端接到高位比较器的控制输入端，而低位比较器的控制输入 端（a=b）必须接高电平；（a>b）和（a<b）必须接低电平。这样 的级联方式，要经过两级门延迟时间来完成长字的比较，还有另 一种能进一步降低比较时间的级联方式，并联方式。 返回目录
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（2）电子锁原理 利用比较器可以做一个有趣的电子锁实验， 将两个比较器串联，形成一个八位比较器，并假 设A组的8个输入为开锁的钥匙，B组的8个输入为 电子锁的密码。输入A组数据，与B组数据（密码） 做比较，如果A组等于B组，发光二极管发光并开 锁；如果A组不等于B组，则蜂鸣器报警，表示有 危险情况。我们可以利用两片四位比较器，将其 串联起来完成一个8位电子锁， 在电路中， A=B 的输出端驱动发光二极管， A>B 和 A<B的输出端接一个或门，只要有其中一种情况发 生，或门就输出高电平。
数据对比模板PPT课件
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4-5-三-数据选择器比较器全加器
Y AB AC ABC ABC AB(C C ) AC ( B B) ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC ABC 1 A B C 0 A B C 0 A BC 0 A BC 1 AB C 1 AB C 1 ABC 1 ABC
i 0 2n 1
1
0 0 0 0
X
0 0 1 1
X
0 1 0 1
0
D0 D1 D2 D3
一般Di可以当做一个变量处理：
可以取原变量；反变量；0；1。
（Di=1时，对应的最小项在式中出现）
设计步骤
（1）确定应该选用的数据选择器：
n：地址变量个数
） n k;（或n k 1
k：函数的变量个数
Y AB AC ABC ABC 1 A B C 0 A B C 0 A BC 0 A BC 1 AB C 1 AB C 1 ABC 1 ABC
比较上面两式，令: A2＝A，A1＝B， A0=C，D1＝D2＝D3=0， D0＝D4=D5=D6=D7=1
可用真值表来理解（p95表3-17）,请列出真值表。
同理，可用5片4选1连接后扩为16选1，请同学们自行分析要 求扩充的输入端更多时，例如4选1扩为32选1，或64选1， 甚至更多时，则显然能显示出用译码器作片选功能的优越 性。
8选1数据选择器 74LS151
逻辑图 功能表
选择端
输出端 数据输入端
变换
F A( BC ) A( BC ) A( BC ) 1 BC ) (
与四选一选择器输出的逻辑式比较
可以令：
【优】比较器与选择器最全PPT
2．逻辑函数式：
Y A 3 B 3 A 2 B 2 A 1 B 1 A 0 B 0
3．工作原理：Y = 1时，两个数相等；Y = 0时，两数不等。
二、大小比较器
1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个 与门构成。
2． 逻辑功能：
当 A i B i,Y 1 A iB i 1 ,Y 2 B iA i 0 当 A i B i,Y 1 A iB i 0 ,Y 2 B iA i 1
个输出的电路。
1．4选1选择器 能够比较两个数码的逻辑电路。
Y = 0时，两数不等。
A 、A 、A 、A 及B 、B 、B 、B 为输入的多个信号，S G数是据选选通择信集号成端电，路低74电LS平1有57效的；管脚排列图：
适1．用电场路合构：成广：泛由运1四用个于异多或输2门入和、一单个输3或出非的门数组据4成传。输网络1。 2
当 Ai Bi,Y1Y20
3．真值表
一位大小比较器真值表
输 Ai 0 0 1 1
入 Bi 0 1 0 1
输 Y1（Ai>Bi）
0 0 1
0
出 Y1（Ai<Bi）
0 1 0
0
4．多位数码的比较
可采用逐位比较法，首先从最高位开始，依次比出结果。
5.1.2 多路选择器 多路选择器是从多个输入信号中，选择一个并且单
G是选通信号端，低电平有效；
入、单输出的数据传输网络。
也叫数据选择器。
2．集成多路选择
数据选择集成电路74LS157的管脚排列图：
功能表：
表15.1.2 功能表
输入
G
S
Байду номын сангаас
A
B
H
Y A 3 B 3 A 2 B 2 A 1 B 1 A 0 B 0
3．工作原理：Y = 1时，两个数相等；Y = 0时，两数不等。
二、大小比较器
1．电路构成：（一位二进制数的比较）两个非门和两个 与门构成。
2． 逻辑功能：
当 A i B i,Y 1 A iB i 1 ,Y 2 B iA i 0 当 A i B i,Y 1 A iB i 0 ,Y 2 B iA i 1
个输出的电路。
1．4选1选择器 能够比较两个数码的逻辑电路。
Y = 0时，两数不等。
A 、A 、A 、A 及B 、B 、B 、B 为输入的多个信号，S G数是据选选通择信集号成端电，路低74电LS平1有57效的；管脚排列图：
适1．用电场路合构：成广：泛由运1四用个于异多或输2门入和、一单个输3或出非的门数组据4成传。输网络1。 2
当 Ai Bi,Y1Y20
3．真值表
一位大小比较器真值表
输 Ai 0 0 1 1
入 Bi 0 1 0 1
输 Y1（Ai>Bi）
0 0 1
0
出 Y1（Ai<Bi）
0 1 0
0
4．多位数码的比较
可采用逐位比较法，首先从最高位开始，依次比出结果。
5.1.2 多路选择器 多路选择器是从多个输入信号中，选择一个并且单
G是选通信号端，低电平有效；
入、单输出的数据传输网络。
也叫数据选择器。
2．集成多路选择
数据选择集成电路74LS157的管脚排列图：
功能表：
表15.1.2 功能表
输入
G
S
Байду номын сангаас
A
B
H