數(shù)值比較器就是對(duì)兩個(gè)數(shù)A、B進(jìn)行比較,以便判斷其大小的邏輯電路。
一、1位數(shù)值比較器
圖4.21是1位數(shù)值比較器的邏輯圖。它有兩個(gè)輸入端,分別輸入數(shù)值A(chǔ)和數(shù)值B。兩個(gè)數(shù)值進(jìn)行比較時(shí)有三種結(jié)果:A>B、A=B以及A<B。所以它有三個(gè)輸出端。
圖4.21 1位數(shù)值比較器
根據(jù)邏輯表達(dá)式4.6可以列出真值表如表4.12所示。
表4.12 1位數(shù)值比較器真值表
由表4.12可以看出,當(dāng)A<B (A=0,B=1) 時(shí)只有Y(A<B)=1,其余輸出端為“0”;當(dāng)A=B(A=0,B=0和A=1,B=1)時(shí)Y(A=B)=1;當(dāng)A>B (A=1,B=0) 時(shí)Y(A>B)=1。該電路可以根據(jù)輸出端的邏輯狀態(tài),判斷出輸入的兩個(gè)1位二進(jìn)制數(shù)A、B的大小。完成的是1位數(shù)值比較的邏輯功能,所以它是1位數(shù)值比較器。在實(shí)際應(yīng)用中往往需要比較兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù),就需要把上面的1位數(shù)值比較器合理的連接起來(lái)使用,組成多位數(shù)值比較器
當(dāng)兩個(gè)多位二進(jìn)制數(shù)需要比較時(shí),應(yīng)該從高位到低位,逐位進(jìn)行比較,而且只有當(dāng)高位相等時(shí),才有必要比較相鄰的低一位,一直到最低一位。例如兩個(gè)4位二進(jìn)制數(shù),A=A3A2A1A0、B=B3B2B1B0進(jìn)行比較時(shí),如果A3>B3說(shuō)明A>B;如果A3<B3說(shuō)明A<B;只有當(dāng)A3=B3時(shí),需要比較A2和B2,按此方法從高位到低位依次進(jìn)行比較,即可以得出最后的比較結(jié)果。按照此思路設(shè)計(jì)出的中規(guī)模數(shù)值比較器有多種。例如74LS521、74LS686 為8位數(shù)值比較器、CC4585為4位數(shù)值比較器等等。圖4.22(a)為74LS686管腳排列圖,圖4.22(b)為CC4585管腳排列圖。74LS686功能表如表4.13所示。
圖4.22 數(shù)值比較器管腳排列圖
表4.13 74LS686功能表
174LS686可以對(duì)兩個(gè)8位數(shù)進(jìn)行逐位比較。由表4.13可以看出,當(dāng)P=Q輸出端為低電平時(shí)表示兩個(gè)8位數(shù)完全相等;當(dāng)P>Q輸出端為低電平時(shí)表示P8位數(shù)大于Q8位數(shù);當(dāng)兩個(gè)輸出端都輸出高電平(即不相等,也不大于)時(shí)表示P8位數(shù)小于Q8位數(shù)。
G1和G2 為控制端,低電平有效。即G1 = G2=0時(shí)比較器正常工作, G1 = G2 =1時(shí)比較器不工作。
圖4.22(b)中的CC4585為4位數(shù)值比較器。為了擴(kuò)展邏輯功能,設(shè)計(jì)了低位比較輸入端。內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求,只比較兩個(gè)4位數(shù)時(shí),要求“輸入A<B”=0、“輸入A=B”=1、“輸入A>B”=1。