Digital komparator

En digital komparator eller magnitudkomparator är en elektronisk hårdvaruenhet som tar två tal som indata i binär form och avgör om ett nummer är större än, mindre än eller lika med det andra talet. Komparatorer används i centrala bearbetningsenheter (CPU) och mikrokontroller (MCU). Exempel på digitala komparatorer inkluderar CMOS 4063 och 4585 och TTL 7485 och 74682.

En XNOR-grind är en grundläggande komparator, eftersom dess utgång är "1" endast om dess två ingångsbitar är lika.

Den analoga motsvarigheten till digital komparator är spänningskomparatorn . Många mikrokontroller har analoga komparatorer på några av sina ingångar som kan läsas eller utlösa ett avbrott .

Genomförande

Digital komparator med multiplexorer

Betrakta två 4-bitars binära tal A och B så

Enbits binär full komparator, likhet, ojämlikhet, större än, mindre än på grindnivå. Skapad med Logisim.

$A=A_{3}A_{2}A_{1}A_{0}$

$B=B_{3}B_{2}B_{1}B_{0}$

Här representerar varje subscript en av siffrorna i siffrorna.

Jämlikhet

De binära talen A och B kommer att vara lika om alla par av signifikanta siffror i båda talen är lika, dvs.

$A_{3}=B_{3}$ , $A_{2}=B_{2}$ , $A_{1} =B_{1}$ och $A_{0}=B_{0}$

Eftersom siffrorna är binära är siffrorna antingen 0 eller 1 och den booleska funktionen för likhet mellan två siffror $A_{i}$ och $B_{i}$ kan uttryckas som

$x_{i}=A_{i}B_{i}+{\overline {A}}_{i}{\overline {B}}_ {i}$ vi kan även ersätta den med XNOR- port i digital elektronik .

$x_{i}$ är 1 endast om $A_{i}$ och $B_{i}$ är lika.

För likheten mellan A och B måste alla $x_{i}$ variabler (för i=0,1,2,3) vara 1.

Så likhetsvillkoret för A och B kan implementeras med AND -operationen som

$(A=B)=x_{3}x_{2}x_{1}x_{0}$

Den binära variabeln (A=B) är 1 endast om alla siffror i de två talen är lika.

Olikhet

För att manuellt bestämma det större av två binära tal, inspekterar vi de relativa magnituderna av par av signifikanta siffror, med början från den mest signifikanta biten , och fortsätter gradvis mot lägre signifikanta bitar tills en olikhet hittas. När en olikhet hittas, om motsvarande bit av A är 1 och den för B är 0, drar vi slutsatsen att A>B.

Denna sekventiella jämförelse kan uttryckas logiskt som:

$(A>B)=A_{ 3}{\overline {B}}_{3}+x_{3}A_{2}{\overline {B}}_{2}+x_{3}x_{2}A_{1}{\overline { B}}_{1}+x_{3}x_{2}x_{1}A_{0}{\overline {B}}_{0}$

$(A<B)={\ overline {A}}_{3}B_{3}+x_{3}{\overline {A}}_{2}B_{2}+x_{3}x_{2}{\overline {A}}_ {1}B_{1}+x_{3}x_{2}x_{1}{\overline {A}}_{0}B_{0}$

(A>B) och (A < B) är utgående binära variabler , som är lika med 1 när A>B respektive A<B.

alternativ komparator utan att använda XNOR (med NOR-grind)

Se även

externa länkar

Digital Comparators från Texas Instruments