实验一 3_比较器的应用
设计报警电路实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 理解报警电路的基本原理和组成；2. 掌握报警电路的设计方法；3. 提高动手实践能力和电路调试技能。
二、实验原理报警电路是一种在特定条件下发出警报信号的电路。
它主要由传感器、信号处理电路、报警输出电路等组成。
当检测到异常信号时，报警电路会发出声光警报，提醒用户注意。
三、实验器材1. 实验板：1块；2. 电阻：10kΩ、1kΩ、10Ω、1Ω各1个；3. 电容：0.1μF、10μF各1个；4. 晶体管：2N3904、2N2222各1个；5. 二极管：1N4148、1N4007各1个；6. 振荡器：555定时器1个；7. 扬声器：1个；8. 电源：9V电池1个；9. 连接线：若干。
四、实验步骤1. 电路连接（1）按照电路图连接555定时器、晶体管、二极管、电阻、电容、扬声器等元件；（2）将电源连接到电路板上，确保电路正常供电。
2. 电路调试（1）检查电路连接是否正确，确保无短路、断路现象；（2）调节电位器，观察扬声器是否发出警报声；（3）若警报声不明显，检查电路连接，调整元件参数，直至警报声清晰。
3. 功能测试（1）模拟异常信号，如用手触摸电路板，观察报警电路是否正常工作；（2）测试报警电路的灵敏度，调整电位器，使警报声在特定条件下发出。
五、实验结果与分析1. 实验结果通过实验，成功设计并调试出一款报警电路。
电路能在检测到异常信号时发出警报声，满足实验要求。
2. 实验分析（1）555定时器作为振荡器，产生周期性脉冲信号；（2）晶体管和二极管组成开关电路，控制警报声的发出；（3）电阻、电容等元件起到滤波、延时等作用。
六、实验总结1. 通过本次实验，掌握了报警电路的基本原理和设计方法；2. 提高了动手实践能力和电路调试技能；3. 为以后从事相关领域的工作打下了基础。
七、实验拓展1. 尝试设计不同类型的报警电路，如光报警、短信报警等；2. 研究报警电路的优化设计，提高报警灵敏度和可靠性；3. 将报警电路应用于实际项目中，如智能家居、工业自动化等。
计算机组成原理实验 2.3 比较器(仲裁器) 赖晓铮
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三 路 仲 裁 器 电 路 图
“线与”电路
仲 裁 器 输 入 A 电 行 路 图
仲裁器输入B行和C行电路图
（三）比较器（仲裁器） 实验
思考题：
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假设仲裁器不仅输出最大值，还要标识最大值所在的输入 端。请参考比较器电路的三色LED灯，在三路仲裁器的基础 上增加三路标志位LED灯，标注最大值所在的输入端。 请在三路仲裁器的基础上，把仲裁电路改为“留小撤大”， 即把三路输入数据中的最小者输出到仲裁总线上显示。 请在数据比较器电路的基础上，增加总线、74LS244缓冲器 和数码管，构造一个双路仲裁器：不仅可以判断两路8位输 入数据的大小，而且输出其中最大者到数码管显示。 除了串行级联，74LS85比较器还可以通过并行级联方式扩 展比较器的位数，原理如后图所示。请参照后图使用 74LS85并行级联的方式构造一个16位数据比较器，并说明 其工作原理。
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实验步骤：
● 请根据逻辑图和真值表制作
一位和双位比较器电路。 单位比较器
双 位 比 较 器
实验步骤：
● 启动仿真，在八位数据比较器的输入端DSW_A和DSW_B随
机
写入两个相等或不等的8位数据，记录比较器输出的结果 （LED灯显示）。
比较器（仲裁器）实验
实验步骤：
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请在8位数据比较器电路的基础上，通过74LS85串行级联 的方式构造一个16位数据比较器。并且启动仿真，随机输 入两个16位数据，记录16位数据比较器输出的结果。 启动仿真，在三路仲裁器的输入端DSW_A、DSW_B和DSW_C 随机写入三个相等或不等的8位数据，记录数码管显示的仲 裁总线结果。 请在三路仲裁器电路的基础上，扩充成四路仲裁器。启动 仿真，随机输入四个相等或不等的8位数据，记录数码管显 示的仲裁总线结果。
模电实验仿真图
实验一---常用电子仪器，仪表的使用1.仪器的使用
2.测电阻
3.测电压
实验二---晶体管单管放大电路的测试
实验三---电压串联负反馈放大电路验证
实验四---集成运算放大器的线性应用验证1.反相比例运算电路
2.反相加法运算电路
3.同相比例运算电路
实验五---集成运算放大器的非线性验证1.测电压降
2.电压跟随器
3.电压比较器
4.过零比较器
5.滞回比较器
6.方波发生器
7.三角波方波发生器
实验六---集成运算放大器的应用设计1.反相比例运算电路
2.反相加法运算电路
3.同相比例运算电路
4.三角波方波发生器
5.放大-1000倍反相比例运算电路。
实验五通用窗口比较器
通用窗口比较器是一种常用的窗 口比较器，它具有灵活的窗口形 状和大小，能够适应不同的信号
处理需求。
在本实验中，我们将通过实验来 探究通用窗口比较器的原理、功 能和使用方法，以便更好地应用
在实际工程中。
02 通用窗口比较器原理
窗口比较器简介
窗口比较器是一种数字电路， 用于比较一组数据中的值是否 满足特定条件。
05 结论与建议
实验结论
01
通用窗口比较器在处理大规模数据集时表现出较高 的效率，显著减少了比较时间。
02
通用窗口比较器在不同窗口大小和不同数据分布情 况下均能保持稳定的性能。
03
通用窗口比较器在处理具有重复元素的窗口时，性 能提升更为明显。
对实验的反思与建议
01
实验过程中，我们发现通用窗 口比较器的性能受到内存限制 的影响，因此建议进一步优化 内存管理以提高效率。
分析3
使用不同的算法配置对比较器的性能影响较大。使用快速 排序算法时，比较器的性能较好；而使用堆排序算法时， 比较器的性能较差。
分析2
在处理随机数据时，比较器的性能表现较好，处理时间较 短；而在处理有序数据时，由于数据已经部分排序，比较 器的性能表现较差。
分析4
硬件环境对比较器的性能影响也较大。在高性能硬件环境 下，比较器的性能表现较好；而在低性能硬件环境下，比 较器的性能表现较差。
对记录的数据进行分析和处理，计算平均值、标 准差等统计指标，以评估测量结果的准确性和可 靠性。
误差分析
分析测量过程中可能存在的误差来源，如测量工 具的精度、操作人员的技能水平等，并提出相应 的改进措施。
04 实验结果与分析
实验数据展示
实验数据1
比较器在处理不同大小窗口时的性能 数据，包括处理时间、内存占用等。
循迹传感器实验实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解循迹传感器的工作原理和特性。
2. 掌握循迹传感器的应用方法。
3. 熟悉循迹传感器在智能控制系统中的应用。
二、实验原理循迹传感器是一种利用光电效应来检测物体运动轨迹的传感器。
其工作原理是：传感器中的红外发射管发射红外线，当红外线照射到白色或黑色物体时，由于反射能力的差异，传感器接收到的红外线强度不同，从而产生不同的输出信号。
实验中使用的循迹传感器为TCRT5000，其内部结构包括红外发射管、红外接收管、比较器、输出引脚等。
当红外线照射到白色或黑色物体时，比较器输出高电平或低电平，实现轨迹检测。
三、实验器材1. 实验箱2. 循迹传感器（TCRT5000）3. 电阻4. 电容5. 连接线6. 电压表7. 信号发生器8. 微控制器（如Arduino、51单片机等）四、实验步骤1. 电路搭建：按照实验要求，将循迹传感器、电阻、电容、连接线等元器件连接成电路。
连接电路时，注意遵循正确的电路连接方法，确保电路连接正确。
2. 传感器测试：将传感器放置在白色和黑色物体上，观察传感器输出信号的变化。
正常情况下，当传感器照射到白色物体时，输出低电平；照射到黑色物体时，输出高电平。
3. 信号处理：将传感器输出信号接入微控制器，编写程序实现信号处理。
程序流程如下：（1）初始化：设置传感器引脚为输入模式，定义传感器输出引脚变量。
（2）读取传感器输出信号：通过微控制器读取传感器输出引脚的电平状态。
（3）判断轨迹：根据传感器输出信号，判断小车是否在轨迹上。
如果传感器输出高电平，则小车未在轨迹上；如果传感器输出低电平，则小车在轨迹上。
（4）控制小车：根据小车是否在轨迹上，控制小车前进或停止。
4. 实验验证：将小车放置在白色轨迹上，启动微控制器程序，观察小车是否能够顺利循迹。
五、实验结果与分析1. 实验结果：在实验过程中，小车能够顺利循迹，并在遇到障碍物时停止。
2. 结果分析：（1）循迹传感器能够准确检测轨迹上的黑白线，实现小车循迹。
微机原理实验4-逐次比较式ADC0809
实验三 逐次比较式A/D 转换器0809的原理及编程一、实验目的1. 熟悉逐次逼近式A/D 转换器芯片的工作原理。
2. 了解A/D 转换芯片0809的接口设计方法。
3. 掌握A/D 转换器0809简单的应用编程。
二、实验任务1. 分析本实验模板的电路原理，它与EPP 接口数据传送的方法，所使用的端口地址。
2. 编写出逐次逼近式A/D 转换器芯片0809的转换与显示的控制程序。
三、实验原理1．电路组成及转换原理ADC0809是带有8位A/D 转换器、8路多路开关，以及与微型计算机兼容的控制逻辑的CMOS 组件。
8位A/D 转换器的转换方法为逐次逼近法。
在A/D 转换器内部含有一个高阻抗斩波稳定比较器，一个带有模拟开关数组的256电阻分压器，以及一个逐次逼近的寄存器。
8路的模拟开关由地址锁存器和译码器控制，可以在8个通道中任意访问一个单边的模拟信号。
其原理图如图3－1所示。
8通道多路模拟开关5432128272625242322地址锁存器和译码器W 1W 2逐次逼近型寄存器SAR控制逻辑开关树组256R 电阻分压器610V x V c7输出缓冲锁存器三态212019188151417916111312模拟量输入A B CA L E地址选择地址锁存允许V cc G N D V R E F (+)V R E F (-)E N A B L E数字量输出转换结束（中断）E O CS TA R TC L O C KD 7D 6D 5D 4D 3D 2D 1D 0IN 7IN 6IN 5IN 4IN 3IN 2IN 1IN 0图3－1 ADC0809内部原理图从图中可以看出，ADC0809由两部分组成，第一部分为八通道多路模拟开关，控制C 、B 、A 和地址锁存允许端子，可使其中一个通道被选中。
第二部分为一个逐次逼近型A/D 转换器，它由比较器、控制逻辑、输出锁存缓冲器、逐次逼近寄存器以及开关数组和256R 梯型解码网络组成，由后两种电路（开关数组和256R 梯型电阻）组成D/A 转换器。
电压比较器在消防控制中的应用
电压比较器在消防控制中的应用作者：郭移风王旋林刚来源：《城市建设理论研究》2013年第29期摘要：本文针对某元明粉工程消防控制回路由于电缆回路较长阻抗较高导致的消防控制回路无法正常工作提出将电压比较器运用在的交流控制回路中，解决由于电缆压降过大导致交流接触器无法正常工作的问题。
关键词：消防控制电压比较器中图分类号： D035.36 文献标识码： A1引言该元明粉工程的消防系统因场站面积较大，电缆回路过长、阻抗过大导致交流控制回路控制电压低于交流接触器的最低工作电压，从而使衔铁无法正常吸合，出现消防泵在正常情况下不停泵的状况。
本文通过在原有控制回路中加入一个简单的电压比较控制回路，在不需要更换控制电缆，不变更现有控制箱的情况下，解决因控制电缆压降过大导致的正常情况下不停泵的问题。
2消防系统简介该工程消防系统由蓄水池、给水泵房、消防管线及现场消防控制按钮组成。
当现场人员发现火情时，无论在场站内哪个区域只要按下消防应急按钮，给水泵房的消防泵应立即启动，将蓄水池中的水迅速输向各个消防栓。
3原有设计及其控制原理元明粉工程消防电气控制原有设计是采用国标图集《01D303-3》常用水泵电气控制图第10、11、12页电路图，见图1、2、3。
图1 消防泵全压启动控制电路图图1中SBT为实验按钮，SE1~SEm，SEm+1~SEn为消火栓箱内的常闭应急按钮。
图2 消防泵全压启动控制电路图图3 消防泵全压启动控制电路图正常情况下图1中消防栓箱内的SE1~SEm，SEm+1~SEn为常闭，故消防泵控制柜内的KA4-1、KA4-2交流接触器线圈得电，从而使图1中“控制回路送电延时”回路中两组KA4-1和两组KA4-2常闭触电分开，故KT3线圈不得电，控制回路中KT3常开触点不吸合，故KA5线圈不得电。
图4 接线图该设计图中手动控制和自动控制转换开关选择的型号为LW5-15D0724/3，图4中D0724即为此型号转换开关的接线图，本设计以用#1备#2即转换开关打向右45度为例，此时转换开关1和2接点接通，3和4接点接通。
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
电压比较器的分析与设计实验报告
电压比较器的分析与设计实验报告篇一：东南大学模电实验报告_比较器东南大学电工电子实验中心实验报告课程名称：第 6 次实验实验名称：比较器电路院（系）：专业：姓名：学号：实验室:实验组别：同组人员：实验时间：评定成绩：审阅教师：实验六比较器电路一、实验目的1、熟悉常用的单门限比较器、迟滞比较器、窗口比较器的基本工作原理、电路特性和主要使用场合；2、掌握利用运算放大器构成单门限比较器、迟滞比较器和窗口比较器电路各元件参数的计算方法，研究参考电压和正反馈对电压比较器的传输特性的影响；3、了解集成电压比较器LM311的使用方法，及其与由运放构成的比较器的差别；4、进一步熟悉传输特性曲线的测量方法和技巧。
二、实验原理三、预习思考1、用运算放大器LM741设计一个单门限比较器，将正弦波变换成方波，运放采用双电源供电，电源电压为±12V，要求方波前后沿的上升、下降时间不大于半个周期的1/10，请根据LM741数据手册提供的参数，计算输入正弦波的最高频率可为多少。
答：查询LM74的数据手册，可得转换速率为0.5V/us,电源电压为?10V左右，计算可得输出方波的最大上升时间为40us,根据设计要求，方波前后沿的上升下降时间不大于半个周期的1/10,计算可得信号的最大周期为800us,即输入正弦波得到最高频率为1.25KHZ. 2、画出迟滞比较器的输入输出波形示意图，并在图上解释怎样才能在示波器上正确读出上限阈值电平和下限阈值电平。
答：Ch1接输入信号，ch2接输出信号，两通道接地，分别调整将两个通道的零基准线，使其重合。
用示波器的游标功能，通道选择ch1,功能选择电压，测出交点位置处电压即对应上限和下限阈值。
4、完成必做实验和选做实验的电路设计和理论计算。
答：1）LM741构成单门限电压比较器：2）LM311构成单门限电压比较器： 3）迟滞电压比较器：四、实验内容1、单门限电压比较器：(I) 用LM741构成一个单门限电压比较器，基准电平为0V，要求输出高低电平为±6V，供电电压为±12V，输入频率为１KHZ的正弦波，用示波器观察输入、输出信号波形，并用坐标纸定量记录（提示：可以使用稳压管）。
电压比较器实验研究
ＩＳＳＮ．．．．．．．．．．１００２－． ．．．．．．４９５
６
ＣＮ１１——２０３４／Ｔ
实验技术与管理
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ 第２９卷第３期２０１２年３月
Ｖｏ１．２９ Ｎｏ．３ Ｍａｒ．２Ｏ１２
电压比较器实验研究 周宦银，吕子勇，马果花，胡杰微 （防化学院核防护系，北京 １０２２０５）
摘 要：在测量振荡信号的频率时，常用电压比较器把振荡信号变换为数字电路需要的脉冲信号。过零电压 比较器结构和原理最简单，被学生实验广泛采用。大多数学生实验时总是出错，而且很难找到错误原因。造 成实验出错的原因在于这种比较器抗干扰能力较弱。该文用仿真实验方法，对电压比较器实验中出现的问 题进行了分析，找出了原因，提出了解决问题的方法。 关键词：电压比较器；实验仿真；计数；干扰 中图分类号：ＴＮ７１Ｏ．２ 文献标志码：Ｂ 文章编号：１００２—４９５６（２０１２）０３—００４２—０３
Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ Ｚｈｏｕ Ｈｕａｎｙｉｎ，Ｌｎ Ｚｉｙｏｎｇ，Ｍａ Ｇｕｏｈｕａ，Ｈｕ Ｊｉｅｗｅｉ （Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｄｅｆｅｎｓｅ，Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｄｅｆｅｎｓｅ，Ｂｅｉｊｉｎｇ １０２２０５，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ ｓｉｇｎａｌ ｉｓ ｏｆｔｅｎ ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｄ ｔｏ ｐｕｌｓｅ ｓｉｇｎａｌ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｏｐｅｒａｔｉｏｎａｌ ａｍｐｌｉｆｉｅｒ ｃｉｒｃｕｉｔ ｗｈｅｎ ｉｔｓ ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ ｉｓ ｍｅａｓｕｒｅｄ．Ｔｈｅ ｚｅｒｏ—ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ｉｓ ｗｉｄｅｌｙ ｕｓｅｄ ｂｅｃａｕｓｅ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｔｈｉｓ ｃｉｒｃｕｉｔ ａｒｅ ｓｉｍｐｌｅｓｔ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ｍｏｓｔ ｓｔｕｄｅｎｔｓ ｍａｋｅ ｍｉｓｔａｋｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ ａｎｄ ｄｏ ｎｏｔ ｋｎｏｗ ｗｈｙ ｔｈｅｙ ｍａｋｅ ｔｈｅ ｍｉｓｔａｋｅｓ．Ｚｅｒｏ—ｃｒｏｓｓｉｎｇ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ’Ｓ ａｎｔｉ—ｊａｍｍｉｎｇ ｉｓ ｖｅｒｙ ｗｅａｋ，ｗｈｉｃｈ ａｌｗａｙｓ ｌｅａｄｓ ｔｏ ｍｉｓｔａｋｅｓ．Ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ｂｙ ｍｅａｎｓ ｏｆ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｂａｓｅｄ ｏｎ ＥＷＢ．Ｔｈｅ ｒｅａｓｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｍｉｓｔａｋｅｓ ｉｓ ｆｏｕｎｄ ｏｕｔ，ａｎｄ ｔｈｅ ｗａｙ ｏｆ ｓｏｌｖｉｎｇ ｔｈｅ ｍｉｓｔａｋｅｓ ｉｓ ｐｏｉｎｔｅｄ ｏｕｔ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｖｏｌｔａｇｅ ｃｏｍｐａｒａｔｏｒ；ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ；ｃｏｕｎｔ；ｊａｍｍｉｎｇ
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实验内容 (二)
2. 设计一个 位电子锁，并测试其功能。 设计一个8位电子锁 并测试其功能。 位电子锁， 要求输入的密码不等时， 要求输入的密码不等时，发光二极 管红灯亮， 管红灯亮，相等时另一只发光二极 管红灯亮。 管红灯亮。
实验器件
74LS85、74LS00、 74LS85、74LS00、发光二极管
A、B与输出F之间的逻辑真值表 与输出F
A 0 0 1 1 B 0 1 0 1 F(A>B) F(A=B) F(A<B) 0 0 1 0 1 0 0 1 0 1 0 0
量值比较器
F(A>B) =AB F(A=B) =AB+ A 组合电路
F(A=B) F(A<B)
比较器的应用
实验目的
1. 研究数字比较器电路，掌握集 研究数字比较器电路， 成比较器的基本功能和使用方 法。 2. 利用比较器电路设计一个电子 锁电路。 锁电路。
实验内容 (一)
1. 用与非门电路（2片74LS00）设计一 用与非门电路（ 片 ） 个量值比较器， 写出表达式， 个量值比较器 ， 写出表达式 ， 并测 试其功能。 要求： 有两个输入端A、 试其功能 。 要求 ： 有两个输入端 A、 B。当A>B，A<B或A=B的时候，三个 >B， 的时候， 。 >B A<B或A=B的时候 输出端只有一个为高电平“ 输出端只有一个为高电平“1”，此 时即为比较结果。 时即为比较结果。
74LS85-四位数值比较器 74LS85-
74LS85的真值表 74LS85的真值表
思考题
如何利用74LS85比较器实现24 如何利用74LS85比较器实现24位比 74LS85比较器实现24位比 较？ 在进行多位二进制数比较时， 在进行多位二进制数比较时，串联 实现与并联实现的工作速度如何？ 实现与并联实现的工作速度如何？