位数值比较器设计

电子技术课程设计陈说之巴公井开创作

时间：二O二一年七月二十九日 题目：4位数值比力器设计

学生姓名：

学生学号： 年级： 专业： 班级： 指导教师：

机械与电气工程学院制

2016年11月

4位数值比力器设计

机械与电气工程学院：自动化专业

1.1 课程设计的任务

采纳Multisim 12.0软件实现4位数值比力器的设计与仿真. 1.2 课程设计的要求

（1）设计一个

4位数值比力器的电路,对两个4位二进制进行

比力.

（2）采纳

74Ls85集成数值比力器.

（3）要有仿真效果及现象或数据分析.

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2.1 四位数值比力器工作的原理

对两个4位二进制数A3A2A1A0与B3B2B1B0进行比力.从A的最高位A3和B的最高位B3进行比力,如果他们不相等,则该位的比力结果可以作为两数的比力结果.若最高位A3=B3,则再比力次高位A2=B2,余此类推.如果两数相等,那么,必需将进行到最低位才华获得结果.可以知道：

FA>B=FA3>B3+FA3=B3FA2>B2+FA3=B3FA2=B2FA1>B1+FA3=B3FA2=

B2FA1=B2FA0>B0+FA3=B3FA2=B2FA1=B1FA0=B0IA>B （2-1）

FAB2FA1=B2FA0FA=B=FA3=B3FA2=B2FA1=B1FA0=B0IA=B （2-3）

IA>B、IAB、IAB=IA四位数值比力器主要由一个74LS85和三个信号灯组成.通过四个开关的开通和闭合接收用户输入.通过信号灯的亮与不亮来判断数

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值得年夜小.黄灯亮暗示A>B；红灯亮暗示A数据输入 四位数值比力器 信号灯判断 A>B A=B A输入电路设计采纳单刀双掷开关.单刀双掷开关的由动端和不动端组成,动端就是所谓的“刀”,它应该连接电源的进线,也就是来电的一端,一般也是与开关的手柄相连的一端；另外的两端就是电源输出的两端,也就是所谓的不动端,它们是与用电设备相连的.它的作用,一是可以控制电源向两个分歧的方向输出,也就是说可以用来控制两台设备,或者也可以控制同一台设备作转换运转方向使用.

在这个电路中单刀双掷开关控制高低电平,从而控制输入端,使得A、B电平变动,实现四位数值比力.

图2输入电路设计 3.1.2 信号输出电路设计

信号灯里面装有一个传感器,当信号灯发出去的光被镜面反射回来时,传感器接收到信号,你能保证信号灯亮的,只要有一点光接受就可以,所以只要不完全盖住灯城市亮.

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图3 输出电路设计

3.2.1 74L85D芯片

74LS85芯片是四位数值比力器,共有/7485、/74S85、/74LS85三种线路结构型式.74LS85D可进行二进制码和BCD码的比较,对两个4位字的比力结果有三个输出端（A>B,A=B,A图5 75Ls85D功能结构电路设计图

表1 四位数值比力器真值表

比力输入 A3 B3 > = = = = < = = = A2 B2 * > = = = * < = = A1 B1 * * > = = * * < = A0 B0 * * * > = * * * < L 1 1 1 1 0 0 0 0 0 输出 G 0 0 0 0 1 0 0 0 0 M 0 0 0 0 0 1 1 1 1 3.3、四位数值比力器整体电路原理图

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图6 四位数值比力器整体电路原理图

表3 元器件清单

名称 四位数值比力器 PROBE PROBE PROBE 单刀双掷开关 规格型号 74LS85D 编号 U1 X1 X2 X3 s1、s2、s3、s4 数量 1 1 1 1 4 TD_SW1 4 四位数值比力器设计的仿真实现

本次课程设计采纳Multisim 12.0来实现数字电子钟的仿真,它是电子线路分析与设计的优秀仿真软件,其界面直观、把持方便,创立电路需要的元件和电路仿真需要的丈量仪器都可以以直接从屏幕抓取,且元件和仪器的图形与实物外形接近.Multisim 12.0已经成为电子技术领域进行教学、学习和实验的必不成少的辅助软件,是每一个电子技术快乐喜爱者、学习者和工程技术人员必需掌握的工具软件之一,Multisim是美国国家仪器（NI）有限公司推出的以Windows为基础的仿真工具,适用于板级的模拟/数字电路板的设计工作.它包括了电路原理图的图形输入、电路硬件描述语言输入方式,具有丰富的仿真分析能力. 4.2 四位数值比力器设计仿真实现

四位数值比力器未仿真实现,在仿真软件中的状态,图7所示. 图7四位数值比力器未开始

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开关S1接通时,A3为高电势端,B3为低电势端,即A>B.因此黄灯亮,如图8所示. 图8 A>B的情况

开关Key、Key2接通,开关S3、S4接通时,A3、B3为低电势端；A2、B2为低电势端；A1、B1为高电势端,即A=B.因此红灯亮,如图9所示.

图9 A=B的情况

开关Key1、Key2、Key3、Key4接通时,A3、B3为低电势端,A2、B2为低电势端,A1为低电势端,B1为高电势端,即A图10 A时间：二O二一年七月二十九日

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本次数电的课程设计加深了我对Multisim软件的进一步深入理解.熟悉了该软件的元器件的查找,绘图及仿真,为我以后更深条理的学习奠基了良好的基础.通过这次课程设计,使我受益颇多.了解到课程实习设计是开端,连接是关键,测试是必需.既巩固了课堂上学到的理论知识,又掌握了经常使用集成电路芯片的使用.在此基础上学习了数字系统设计的基本思想和方法,学会了科学地分析实际问题,通过查资料、分析资料及请教老师和同学等多种途径,解决问题,终于完成了四位数值比力器的仿真.对数字电路设计,尤其在使用Multism进行逻辑电路的连接与分析时,这种分析解决问题的能力就更为重要.要在复杂的电子器件和密密麻麻的连线中找出头绪来,有时候其实不是一件容易的事情.就是在这种不竭发现问题、分析问题、解决问题的过程中,我提高了自己分析解决问题的能力,因此,我把这次课程设计看成一次综合学习的机会. 在设计过程中,呈现了各种各样的问题,有些是单一原因引起的,有的是综合原因引起的,这些都很考验我的毅力与坚持.可是我掌握了研究这类问题的方法,即问题解决的过程就是要从问题所暗示出来的情况动身,通过反复推敲,作出相应判断,逐步找出问题的症结所在,从而一举击破.本次课程设计仍然存在一些不够完美的处所,例如在Multism环境下设计逻辑电路时,怎样更好地规划以及连线,使整个电路图更加清晰明了等等问题,虽然是细节问题,但往往可以决定成败,这些问题都应该引以为戒并作为以后设计相关电路时的参考.在本次课程设计中,我反复的练习各项把持,在练习

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的同时,我不竭地巩固,熟能生巧,我最后将此次课程设计完成的非常好.这对我以后学习相关的课程以及进行更高条理的数字电路设计都奠基了不错的基础,我相信无论做什么事情都要坚持、细心,不放弃,遇到困难要去解决,一个人解决不了,要敢于不耻下问,需求他人的帮手,这样我们可以在一次次困难中生长,这样就一定会实现自己的目标. 6 参考文献

[1] 韩广兴等电子元器件与实用电路基础 [M]北京书社

2004年1月

[2] 蓝和慧宁武等全国年夜学生电子设计竞赛单片机应用技能精解 [M]

北京电子工业出书社 2009年4月 [3]康光华.电子子技术基础育

出书社.2004 .

电子工业出

数字部份第五版北京[M]高等教

[5]赵春华.电子技术基础社.1998

仿真实验北京[M]机械工业出书

[8] 傅劲松．《电子制作实例集锦》[M]．福建科技技术出书

社,2006.

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[9] 廖先芸．《电子技术实践与训练》[M]．高等教育出书

社,2000．

[10] 孙梅升．《电子技术基础课程设计》[M]．高等教育出

书社,2003．

[11] 康华光,《电子技术基础数字部份（第五版）》,北京,高等教育出 版社,2006年

指导教师评语 成果（60%） 指导教师签字： 年月日 辩论过程及评价 时间：二O二一年七月二十九日

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成果（40%） 辩论小组签字： 年月日 院综合意见 综合成果 分管院长签字（盖章）： 年月日 时间：二O二一年七月二十九日

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