数字比较器真值表及电路

数字比较器是另一个非常有用的组合逻辑电路，用于比较两个二进制数字的值

数字或二进制比较器由标准 AND 组成， NOR 和 NOT 门，用于比较输入端子上的数字信号，并根据这些输入的条件产生输出。

例如，除了能够加和减二进制数之外，我们还需要能够比较它们并确定输入 A 的值是否大于，小于或等于输入 B的值数字比较器使用几个按照布尔代数的原理工作的逻辑门来实现这一点。有两种主要类型的数字比较器可用，这些是。

1。身份比较器 -an 身份比较器是一个数字比较器，当 A = B 时，只有一个输出端子， A = B = 1 （HIGH）或 A = B = 0 （LOW）

2。幅度比较器 -a 幅度比较器是一个数字比较器，有三个输出端子，每个端子相等， A = B 大于， A> B 且小于 A

数字比较器的目的是比较一组变量或未知数字，例如 A （A1，A2，A3，...，An等）与常量或未知值的数字相对应，例如 B （B1，B2，B3） ，...，Bn等）并根据比较结果产生输出条件或标志。例如，两个1位（ A 和 B ）输入的幅度比较器在相互比较时会产生以下三种输出条件。

这意味着： A 大于 B ， A 相等到 B ，或 A 小于 B

如果我们想要比较两个变量并想要当达到上述三个条件中的任何一个时产生输出。例如，当达到某个计数时，从计数器产生输出。考虑下面的简单1位比较器。

1位数字比较器电路

然后在下面的真值表中给出1位数字比较器的操作。

数字比较器真值表

输入	输出
B	A	A> B	A = B	A
0	0	0	1	0
0	1	1	0	0
1	0	0	0	1
1	1	0	1	0

您可能会注意到有关比较器的两个不同功能上面的真值表。首先，电路不区分两个“0”或两个“1”，因为输出 A = B 当它们都相等时产生 A = B =“ 0“或 A = B =”1“。其次， A = B 的输出条件类似于常用逻辑门的输出条件， Exclusive-NOR 或 Ex-NOR 功能（等效） ）在每个 n位上给出： Q = A ⊕ B

数字比较器实际上在其设计中使用 Exclusive-NOR 门来比较它们各自的位对。当我们将两个二进制或BCD值或变量相互比较时，我们将比较这些值的“幅度”，逻辑“0”与逻辑“1”，其中术语幅度比较器来自。

除了比较各个位之外，我们还可以通过将 n 级联在一起来设计更大的位比较器，并产生 n位正如我们在上一个教程中对 n-bit 加法器所做的那样，比较器。可以构造多位比较器来比较整个二进制或BCD字，以便在一个字大于，等于或小于另一个字时产生输出。

一个很好的例子是4位Magnitude Comparator。这里，将两个4位字（“半字节”）相互比较以产生相关输出，其中一个字连接到输入 A ，另一个字与输入 B连接进行比较，如下所示。

4位幅度比较器

一些商用数字比较器，如TTL 74LS85或CMOS 4063 4位幅度比较器，具有额外的输入端子，允许更多的单个比较器“级联”在一起，以比较大于4位的字与“n”位的幅度比较器产生的。这些级联输入直接连接到前一个比较器的相应输出，如图所示，比较8,16或甚至32位字。

8位字比较器

当比较上面的例子中的大二进制或BCD数时，为了节省时间，比较器首先通过比较最高位（MSB）来开始。如果存在相等性， A = B 则比较下一个最低位，依此类推，直到达到最低位（LSB）。如果相等仍然存在则将两个数字定义为相等。

如果找到不等式，则 A> B 或 A关系确定两个数字之间的值，并且停止任何附加的低位比特之间的比较。数字比较器广泛用于模数转换器（ADC）和算术逻辑单元（ALU），以执行各种算术运算。