8位数据比较器74LS520(见图2.2.8)只能比较两个数据是否相等,而不能比较其大小。下面介绍的数据比较器能够对两个数据进行大小或相等判断。
1.1位数据比较器
两个1位二进制数A和B相比较,有三种情况:
① A>B(即A=1,B=0),则=1,故可以用作为A>B的输出信号G;
② A<B(即A=0,B=1),则=1,故可以用作为A<B的输出信号L;
③ A=B,则A⊙B=1,故可以用A⊙B作为输出信号E。根据上述得1位数据比较器电路,如图3.2.13所示。
图3.2.13 1位数据比较器
2.4位数据比较器的设计
设有两个4位二进制数A=A3A2A1A0,B=B3B2B1B0,当这两个数各位均相等,即E3=E2=E1=E0时才有A=B。所以
对A和B进行比较,应该由高位到低位依次进行。当高位相等时才比较次高位,次高位相等时才比较下一位……如此进行下去。列YA<B的逻辑真值表,如表3.2.4所示。
表3.2.4 4位数据比较器的真值表(www.daowen.com)
如果A≠B且A≮B,那么A一定是大于B的。所以
3.4位数据比较器CC14585
由逻辑函数式(3.2.9)~(3.2.11)可得4位数据比较器CC14585的基本电路,如图3.2.14所示。但是CC14585还有三个级联输入信号IA<B,IA=B,IA>B,下面分析这三个信号的作用。
图3.2.14 CC14585的电路
若IA=B=0导致G2门输出0,则使YA=B恒为0,即不能进行A等于B的比较,所以 IA=B应该为1。若IA>B=0导致G4门输出0,则使YA>B恒为0。另外由式(3.2.11)可知,当A≠B且A≮B时直接决定了YA>B=1,IA>B必须取值为1使G4门处于开放状态,所以IA>B应随时保持高电平。若IA<B=1,在A=B的情况下,导致G1门输出0、G3门输出1,此时会得到输出信号YA<B=1,这与A=B的情况矛盾,所以IA<B应该为0。
【例3.2.3】试用两片CC14585构造一个8位数据比较器。
解:如图3.2.15所示,该电路先由第Ⅰ片对低4位进行比较。若C3C2C1C0=D3D2D1D0,则第Ⅱ片的三个级联输入信号IA<B=0,IA=B=1,IA>B=1,此时符合第Ⅱ片的工作要求。若C3C2C1C0<D3D2D1D0,则第Ⅱ片的三个级联输入信号IA<B=1,IA=B=0,IA>B=1,此时第Ⅱ片中的G1门处于开放状态,G2门输出为0使YA=B=0,所以第Ⅱ片的输出不是YA>B=1就是YA<B=1。若C3C2C1C0>D3D2D1D0,则第Ⅱ片的三个级联输入信号IA<B=0,IA=B=0,IA>B=1,此时第Ⅱ片中的G3门处于开放状态,G2门输出为0使YA=B=0,所以第Ⅱ片的输出不是 YA>B=1就是YA<B=1。
图3.2.15 例3.2.3的电路
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