数值比较器概述
在数字系统中,特别是在计算机中,常需要对两个数的大小进行比较。而数值比较器就是对两个二进制数A、B进行比较的逻辑电路。
比较结果有A>B、A=B、A<B三种情况。
简单数值比较器
1位数值比较器:当A和B都是1位二进制数时,它们只能取0和1,由此写出其真值表:
由真值表得到如下逻辑表达式:
由逻辑表达式可画出其逻辑电路:
2位数值比较器:用于比较两位二进制数A1A0和B1B0的情况。当高位(A1、B1)不相等时,就不用比较低位(A0、B0)了,此时高位比较的结果就是这两个二进制数的结果;
当高位相等时,两数的比较结果就由低位比较的结果决定。
其真值表为:
利用1位数值比较器,画出逻辑电路图:
集成数值比较器
以74LS85(4位数值比较器)为例来说明集成数值比较器。
比较原理和2位比较器的原理相同。两个4位比较是从A的最高位A3和B的最高位B3进行比较,如果它们不相等,则该位的比较结果可以作为两数的比较结果。若最高位A3=B3,则再比较次高位A2和B2,以此类推。显然,如果两数相等,那么,比较步骤必须进行到最低位才能得到结果。
数值比较器的扩展
数值比较器的扩展有串联和并联两种方式。如下所示为串联:
其中A>B、A=B、A<B 为级间输入,当A>B或A<B为1时,后续数值比较器直接出结果,不需要进行比较。当A=B为1时,后一级比较器开始工作。对于第一级直接将其设置为010即可。
显然,串联比较器速度较慢。当位数较多且要求一定速度时,可采用并联方式,如下:
这里采用两级比较方法。显然比较时间只需两倍的4位数值比较器延迟时间。