Цифровые компараторы.

Компаратор цифровой – это устройство, осуществляющее сравнение двух многоразрядных двоичных чисел. В общем случае, на рисунке показан компаратор, который получает на выходе логическую ‘1’ при равенстве двух многоразрядных двоичных чисел. Два многоразрядных числа равны, если в одноименных разрядах цифры одинаковые.

Цифровые компараторы выполняют сравнение двух чисел, заданных в двоичном коде. Они могут определять равенство двух двоичных чисел А и В с одинаковым количеством разрядов либо вид неравенства А>В или А<В. Цифровые компараторы имеют три выхода.

Схема одноразрядного компаратора представляет собой структуру логического элемента «исключающее ИЛИ–НЕ»

Из анализа схемы следует, что если А = В, то F = 1, в противном случае, т. е. при А ≠ В, F = 0. Если А > В, т. е. А = 1, В = 0, то С = 1, а если А < В, т. е. А = 0, В = 1, то D = 1.

Если попарно равны между собой все разряды двух n-разрядных двоичных чисел, то равны и эти два числа А и В. Применяя цифровой компаратор для каждого разряда, например, четырехзначных чисел, и определяя значения F1, F2, F3, F4 логических переменных на выходах компараторов, факт равенства А = В установим в случае, когда F = F1 · F2 · F3 · F4 = 1. Если же F = 0, то А ≠ В. Неравенство А> В обеспечивается (для четырехразрядного числа) в четырех случаях: или А4 > В4, или А4 = В4 И А3> В3, или А4 = В4, А3 =В3 и А2 > В2, или А4 = В4, А3 = В3, А2 = В2 и А1 > В1, где А4 и В4 – старшие разряды чисел А и В). Очевидно, что если поменять местами A i и Bi то будет выполняться неравенство А < В. Цифровые компараторы выпускают, как правило, в виде самостоятельных микросхем. Так, микросхема К564ИП2 (рис. 1.24) является четырехразрядным компаратором, в котором каждый из одноразрядных компараторов аналогичен рассмотренной ранее схеме. Данная микросхем а имеет расширяющие входы А<В, А=В, А>В, что позволяет наращивать разрядность обоих чисел. Для этого компараторы соединяют каска дно или параллельно (пирамидально).