Цифровые компараторы

Цифровым компаратором (англ. Comparator) называется устройство, предназначенное для сравнения двух двоичных чисел.

Компараторы определяют равенство чисел, а в случае неравенства — которое из чисел больше. При этом на выходах компаратора вырабатываются сигналы, показывающие результат сравнения кодов. Компараторы относятся к арифметическим устройствам.

Одноразрядный компаратор.

Простейшим компаратором является одноразрядный компаратор, который имеет два входа А и В, на которые подаются сравниваемые одноразрядные числа а и Ь, и три выхода результата сравнения А > В, Л = В и А на которых формируются сигналы у (а=Ь),у (а>Ь) и у (а) [8].

Работа одноразрядного компаратора поясняется таблицей истинности (табл. 11.16).

Таблица 11.16

а

b

У (а > Ь)

У (а = Ь)

У (а < Ь)

0

0

0

1

0

0

1

0

0

1

1

0

1

0

0

1

1

0

1

0

Из таблицы истинности (табл. 11.16) следуют аналитические выражения функций, реализуемых одноразрядным компаратором:

На рис. 11.26 приведены схема одноразрядного компаратора и его условное обозначение.

Вверху основного поля (см. рис. 11.26, б) изображено обозначение «= = »? указывающее на то, что это устройство — цифровой компаратор. Выходы А = В,А>ВиА<В обозначены упрощенно, как =, > и < .

Многоразрядные компараторы. Многоразрядные компараторы предназначены для сравнения многоразрядных двоичных кодов. Сравнение производится на основе поразрядных операций над одноименными разрядами обоих кодов. Числа равны, если равны все одноименные разряды, т.е. либо нули либо единицы.

Схема (а) условное обозначение (б) одноразрядного

Рис. 11.26. Схема (а) условное обозначение (б) одноразрядного

компаратора

Существуют ИМС цифровых компараторов кодов. Например, четырехразрядный компаратор кодов типа К555СП1. На рис. 11.27, а приведено его условное обозначение.

Помимо входов АЗ...Л0 и B3...B0, на которые подаются сравниваемые четырехразрядные числа, компаратор имеет три управляющих входа А>В,А = В,А<В для наращивания разрядности и три выхода результирующих сигналов А > В,А = В,А < В.

Работа четырехразрядного компаратора К555СП1 поясняется таблицей истинности (табл. 11.17).

Восемь верхних строк табл. 10.17 определяют режим работы компаратора, когда сравниваемые четырехразрядные числа не равны друг другу. При этом сигналы на входах А> В, А = В, А<В наращивания разрядности как реакция на сигналы более младших разрядов сравниваемых чисел никакого влияния на результат сравнения не оказывают.

Многоразрядные компараторы

Рис. 11.27. Многоразрядные компараторы:

а — условное обозначение компаратора К555СП1; 6 — схема включения для наращивания разрядности компаратора

Следующие три строки табл. 11.17 характеризуют работу компаратора с последовательным способом наращивания разрядности, т.е. когда выходы компаратора младших разрядов подключены к управляющим входам компаратора старших разрядов.

Последние две строки табл. 11.17 совместно с двумя предыдущими объясняют работу компаратора при комбинированном способе наращивания разрядности. Символ «х» в табл. 11.17 обозначает любое состояние.

На рис. 11.27, б приведена схема включения компараторов К555СП1 при последовательном способе наращивания разрядности. При этом получен компаратор для сравнивания двух восьмиразрядных чисел.

Цифровые компараторы широко применяются для выявления требуемого числа (кода) в потоке цифровой информации, для отметки времени в часовых приборах, для выполнения условных переходов в вычислительных устройствах.

Таблица истинности компаратора К555СП1

Таблица 11.17

Входы сравнения данных

Входы управления

Выходы

АЗ,ВЗ

А2, В2

А1,В1

АО, ВО

А > В

А = В

А < В

А > В

А = В

А < В

АЗ>ВЗ

X

X

X

X

X

X

1

0

0

АЗ<ВЗ

X

X

X

X

X

X

0

0

1

АЗ=ВЗ

А2>В2

X

X

X

X

X

1

0

0

АЗ=ВЗ

А2<В2

X

X

X

X

X

0

0

1

АЗ=ВЗ

А2=В2

А1>В1

X

X

X

X

1

0

0

АЗ=ВЗ

А2=В2

AKB1

X

X

X

X

0

0

1

АЗ=ВЗ

А2=В2

А1=В1

А0>В0

X

X

X

1

0

0

АЗ=ВЗ

А2=В2

А1=В1

А0<В0

X

X

X

0

0

1

АЗ-ВЗ

А2-В2

А1=В1

А0=В0

X

1

X

0

1

0

АЗ=ВЗ

А2=В2

А1=В1

А0=В0

1

0

0

1

0

0

АЗ=ВЗ

А2=В2

А1=В1

А0=В0

0

0

1

0

0

1

АЗ=ВЗ

А2=В2

А1=В1

А0=В0

0

0

0

1

0

1

АЗ-ВЗ

А2-В2

А1=В1

А0=В0

1

0

1

0

0

0

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >