Цифровий компаратор. Призначення. Будова
Компаратори (схеми порівняння) призначені для порівняння двох двійкових чисел за модулем, знаком і порядком. Операції, які виконують ці схеми, включають: рівність і нерівність двох чисел і знак нерівності. Для кожної з цих операцій у схемі порівняння передбачено вихід, на якому з'являється напруга, що дорівнює за значенням логічній "1", якщо виконується умова операції. Розглянемо принцип будови схеми, яка порівнює два однорозрядні числа а і b. Перша операція, яку реалізує така схема, має встановлювати рівність цих чисел: а = b. Друга визначає випадок а > b, а третя випадок коли а < b.
Складання схеми компаратора починають з складання таблиці істинності що будується згідно алгоритму заданому у визначені.
З таблиці 7.5 видно, що схема яку визначає третя колонка результатів може були побудована на схемі виключне АБО-НЕ ("Нерівнозначність"), а перша і друга визначають схеми що будуються на базі законів логічного синтезу.
Таблиця 7.5
a |
b |
a>b |
a<b |
а =b |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
1 |
Запишемо булеві рівняння згідно законів алгебри логіки. Нехай У1 відповідає випадку коли “а=b”Y2 - коли “а<b”YЗ – коли “а>b”.
За рівняннями складаємо електронну схему (рис.7.9,а).
Рисунок 7.9.а
На рисунку 7.9.б показано позначення мікросхеми чотирьохрозрядного компаратора К561ИМ1.
Рисунок 7.9.б
Порівнянням багаторозрядних чисел виконується за таким алгоритмом: спочатку порівнюються найстарші розряди в нашому випадку а3 і bЗ. Якщо один з них більше то на цьому порівняння закінчується наприклад аЗ=1, а bЗ=0 тоді на виході а>b виникає високий рівень напруги незалежно від інших входів. Якщо старші розряди рівні між собою порівнюються молодші і т.д. Якщо рівні значення в усіх розрядах - на виходах повторюються сигнали на входах розширення. При необхідності порівняння багаторозрядних (більше чотирьох розрядів) чисел входи розширення а>b, а<b і а =b використовують для підключення мікросхем молодших розрядів. Якщо в мікросхемі старших розрядів всі розряди рівні між собою виходи встановляться в залежності від того яке співвідношення молодших розрядів DD2
У мікросхемі що порівнює наймолодші розряди необхідно правильно під'єднати входи розширення, так щоб при рівності всіх розрядів на виході виникала комбінація:
"а>b"=0 , "а<b"=0 і "а=b" = 1. цього досягають виконавши під'єднання, як на рис. 7.10.
Рисунок 7.10
ПРИСТРОЇ ПАМ'ЯТІ І ПРОГРАМОВАНІ ЛОГІЧНІ МАТРИЦІ(ПМЛ)
У багатьох сучасних цифрових пристроях і комп'ютерних системах використовуються різноманітні запам'ятовуючі пристрої (ЗП), їх називають електронною пам'яттю.