📜  数字逻辑中的幅度比较器

📅  最后修改于: 2021-09-27 14:28:25             🧑  作者: Mango

幅度数字比较器是一种组合电路,它比较两个数字或二进制数,以确定一个二进制数是否等于、小于或大于另一个二进制数。我们从逻辑上设计了一个电路,其中我们将有两个输入,一个用于 A,另一个用于 B,并具有三个输出端子,一个用于 A > B 条件,一个用于 A = B 条件,一个用于 A < B 条件。

1 位幅度比较器 –

用于比较两位的比较器称为单比特比较器。它由两个输入组成,每个输入用于两个单比特数和三个输出,以在两个二进制数之间生成小于、等于和大于。

1 位比较器的真值表如下:

从上面的真值表中,每个输出的逻辑表达式可以表示如下:

A>B: AB'
A

从上面的表达式我们可以得出以下公式:

通过使用这些布尔表达式,我们可以为这个比较器实现一个逻辑电路,如下所示:

逻辑图有误

2 位幅度比较器 –

用于比较两个二进制数的比较器称为 2 位幅度比较器。它由四个输入和三个输出组成,以在两个二进制数之间生成小于、等于和大于。

下面给出了 2 位比较器的真值表:

从上面的真值表中可以得出每个输出的K-map如下:

从上面的 K-maps 对每个输出的逻辑表达式可以表示如下:

A>B:A1B1’ + A0B1’B0’ + A1A0B0’
A=B: A1’A0’B1’B0’ + A1’A0B1’B0 + A1A0B1B0 + A1A0’B1B0’
   : A1’B1’ (A0’B0’ + A0B0) + A1B1 (A0B0 + A0’B0’)
   : (A0B0 + A0’B0’) (A1B1 + A1’B1’)
   : (A0 Ex-Nor B0) (A1 Ex-Nor B1)
A

通过使用这些布尔表达式,我们可以为这个比较器实现一个逻辑电路,如下所示:

4 位幅度比较器 –

用于比较两个四位二进制数的比较器称为 4 位幅度比较器。它由八个输入组成,每个输入用于两个四位数字和三个输出,以在两个二进制数之间生成小于、等于和大于。

在 4 位比较器中,A>B 的情况可能有以下四种情况:

  1. 如果 A3 = 1 且 B3 = 0
  2. 如果 A3 = B3 且 A2 = 1 且 B2 = 0
  3. 如果 A3 = B3,A2 = B2 且 A1 = 1 且 B1 = 0
  4. 如果 A3 = B3、A2 = B2、A1 = B1 且 A0 = 1 且 B0 = 0

类似地,A

  1. 如果 A3 = 0 且 B3 = 1
  2. 如果 A3 = B3 且 A2 = 0 且 B2 = 1
  3. 如果 A3 = B3,A2 = B2 且 A1 = 0 且 B1 = 1
  4. 如果 A3 = B3、A2 = B2、A1 = B1 且 A0 = 0 且 B0 = 1

只有当一个数的所有单个位与另一个数的相应位完全一致时,A=B 的条件才可能。

从上面的语句中,每个输出的逻辑表达式可以表示如下:

AA, 831331 r: (A3 EioNor 33)A2132′ a (A3 Ex-Nor 133) (A2 Ex-Nor 132)A131′ a (A3 Ex-Nor 33) (A2 ENor132) (Al Ex-Nor 31)A01301
,13: A3’03 a (A3 Ex-Nor 33)A211:12 a (A3 Ex-Nor 83) (A2 Ex-Nor 132)Ar131 a (A3 Ex-Nor 33) (A2 Ex-Nor32) (Al Ex -Nor 131)A0N30
A=B: (A3 Ex-Nor B3) (A2 Ex-Nor 82) (Al Ex-Nor BI) (AO Ex-Nor BO)

通过使用这些布尔表达式,我们可以为这个比较器实现一个逻辑电路,如下所示:

级联比较器 –

通过级联两个或多个4位比较器对多于4位进行比较操作的比较器称为级联比较器。当两个比较器级联时,低阶比较器的输出连接到高阶比较器的相应输入。

比较器的应用 –

  1. 比较器用于中央处理单元 (CPU) 和微控制器 (MCU)。
  2. 这些用于控制应用,其中代表物理变量(如温度、位置等)的二进制数与参考值进行比较。
  3. 比较器也用作过程控制器和伺服电机控制。
  4. 用于密码验证和生物识别应用。

参考 –
数字比较器 – 维基百科
比较器 – epgp.inflibnet