Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Цифровые компараторы (устройства сравнения)




Студент должен

Знать:

· Назначение и принцип работы компаратора, параметры.

 

Цифровые компараторы (от англ. compare – сравнивать, сличать) выполняют сравнение двух чисел, заданных в двоичном (двоично - десятичном) коде.    

 

Цифровые компараторы относятся к арифметическим устройствам.В зависимости от схемного исполнения компараторы могут определять равенство А=В ( А и В – независимые числа с равным количеством разрядов) либо вид неравенства: А < В или А > В.

Результат сравнения отображается соответствующим логическим уровнем на выходе. Цифровые компараторы - выполняют, как правило, все эти операции и имеют три выхода.

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

Логическая схема, выполняющая операцию «исключающее ИЛИ - НЕ» может быть использована как одноразрядный компаратор. Однако в практических условиях исключающее ИЛИ (F=AВ ) применяется чащеи последующее описание будет идти применительно к этой операции.

Логическая структура одноразрядного компаратора показана на рисунке 7.12.

Рисунок 7.12

Схема представляет собой развернутую логическую структуру элемента «исключающее ИЛИ - НЕ» с тремя выходами.

Из определения операции «исключающее ИЛИ» вытекает, что

При A>B (это означает, что А = 1, В = 0) будет С = А = 1; когда А<В (А=0, В=1), то D= В=1.

Логические элементы И с выходами С и В приведены для наглядности. В принципе сигналы C и D можно снимать с выходов внутренних схем И логического элемента И – ИЛИ – НЕ.

Два n – разрядных двоичных числа равны, когда попарно равны между собой все разряды этих чисел. Например, если числа А и В – четырехразрядные, то признаком их равенства будет А3=В3; А2=В2; А1=В1; А0=В0.

Неравенство А >В обеспечивается в четырех случаях:

А3>В3 (А3 и В3 – старшие разряды чисел А и В);

А3=В3 и А2>В2;

А3=В3, А2=В2 и А1>В1;

А3=В3, А2=В2, А1=В1 и А0>В0.

Для выполнения условия А < B достаточно поменять местами А и В.

Цифровые четырехразрядные компараторы выпускаются отечественной промышленностью в виде самостоятельных изделий. Примером могут служить микросхемы К555СП1 (ТТЛШ) и 564ИП2 (КМП).

На рисунке 7.13 представлено УГО ИСМ 564ИП2.

Рисунок 7.13

В функциональном отношении эти приборы близки к другу и, помимо определения неравенства двух четырехразрядных чисел, допускают наращивание с целью увеличения разрядности. Микросхема 564ИП2 (рисунок 7.13) является типичной в этом смысле. Микросхема включает в себя четыре одноразрядных компаратора (рисунок 7.13). Числа, подлежащие сравнению, подают на входы А3 – А0 и В3 – В0 (А0 и В0 – младшие разряды).

Сравнение происходит поразрядно. Микросхема имеет расширяющие входы А=В, А<В, А>В, которые позволяют наращивать разрядность сравниваемых чисел без дополнительных логических элементов.

Компараторы можно соединять каскадно и параллельно. При каскадном соединении (рисунок 7.14) выходы А=В и А<В предыдущей микросхемы (младшие разряды) подключают к соответствующим входам последующей.

Рисунок 7.14

На выходы А=В, А<В, А>В микросхемы младших разрядов подают потенциалы U0, U1 и U1 соответственно. В последующих микросхемах на входах А>В поддерживают потенциал U1. При этом способе соединения компараторов задержки суммируются.

При параллельном (пирамидальном) соединении подобных устройств переходные процессы занимают меньшее время.

На рисунке 7.15 показан способ сравнения двух чисел – вплоть до двадцати разрядов.

Используя каждый из пяти входных компараторов в качестве промежуточных, можно увеличить длину слов до 100 разрядов.

Рисунок 7.15

Контрольные вопросы:

1. Какое назначение имеет компаратор?

2. Объясните принцип работы одноразрядного компаратора, представленного на рисунке 7.12.

3. Объясните назначение выводов ИМС 564ИП2.

4. Какими способами выполняется наращивание разрядности компаратора?





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015- 2022 megalektsii.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.