原创8位数值比较器的设计.docx

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原创8位数值比较器的设计

数字电路课程设计报告书

课题名称

8位数值比较器的设计

姓名

张龙

学号

0812501*04

院、系、部

物理与电信工程系

专业

电子科学与技术

指导教师

张学军

2010年07月07日

一、设计任务及要求：

设计任务：

设计一个8位数值比较电路，并为该比较器设计一个稳压电源电路。

要求：

①设计一个直流稳压电源电路，高电平对应输出为逻辑1，低电平对应输出为0；

②通过单刀双掷开关实现高低电平的转换，对任意一组输入信号进行比较；

③设计并画出工作总图，论述其工作原理；

采用Multisim10.0进行仿真实验并且完善电路设计。

指导教师签名：

2010年7月7日

二、指导教师评语：

指导教师签名：

2010年07月日

三、成绩

验收盖章

2010年07月日

8位数值比较器4585电路的设计

1设计目的

（1）学习数值比较器在组合电路中的应用及数值比较器功能的拓展；

（2）熟悉数值比较电路的工作原理；

（3）熟悉数码管的使用；

（4）了解直流稳压电源的结构。

（5）了解简单数字系统实验、调试以及故障排除方法。

2设计思路

（1）设计一个8位二进制数值的输入电路；

（2）设计一个反馈电路显示输入的8位二进制数值的大小；

（3）通过比较器对所输入的数值进行比较。

3设计过程

3.1方案论证

图18位数值比较器设计框图

如图1所示，比较所得的结果可从数码管处验证，故设计可行。

3.2芯片功能分析

4585BD是一个四位数值比较器。

图24585BD引脚图

表14585BD功能表

输入

输出

A3B3

A2B2

A1B1

A0B0

AGTB

AEQB

ALTB

OAGTB

OAEQB

OALTB

A3>B3

×

×

×

L

H

L

H

L

L

A3

×

×

×

L

H

L

L

L

H

A3=B3

A2>B2

×

×

L

H

L

H

L

L

A3=B3

A2

×

×

L

H

L

L

L

H

A3=B3

A2=B2

A1>B1

×

L

H

L

H

L

L

A3=B3

A2=B2

A1

×

L

H

L

L

L

H

A3=B3

A2=B2

A1=B1

A0>B0

L

H

L

H

L

L

A3=B3

A2=B2

A1=B1

A0

L

H

L

L

L

H

A3=B3

A2=B2

A1=B1

A0=B0

L

H

L

L

H

L

×

×

×

×

H

H

H

×

×

×

×

×

×

×

H

H

L

×

×

×

×

×

×

×

L

H

H

×

×

×

×

×

×

×

L

L

L

×

×

×

×

×

×

×

H

L

L

×

×

×

×

×

×

×

L

L

H

×

×

×

×

×

×

×

H

L

H

×

×

×

（1）由4585BD功能表可知，当AGTB、AEQB、ALTB分别接低电平、高电平、低电平时，比较器正常工作。

用A3、A2、A1、A0输入第一个数a；用B3、B2、B1、B0输入第二个数b。

当数a大于数b时，输出端OAGTB为高电平，输出端OAEQB、OALTB为低电平；当数a等于数b时，输出端OAEQB为高电平，输出端OAGTB、OALTB为低电平；当数a小于数b时，输出端OALTB为高电平，输出端OAEQB、OAGTB为低电平。

反之，当输入端AGTB、AEQB、ALTB不能满足分别接低电平、高电平、低电平时比较其不能正常工作。

（2）若仅需对4位数值进行比较时应对AGTB、AEQB、ALTB进行适当处理，即AGTB=ALTB=0，AEQB=1。

（3）若需对4585数值比较器进行位数拓展，可使输入端AGTB、AEQB、ALTB分别接入下级比较器输入端OAGTB、OAEQB、OALTB，构成8位数值比较器，如下图3所示。

图34585数值比较器的拓展

两个4585数值比较器串联而成为一个8位的数值比较器。

对于这两个8位数，若高4位相同，它们的大小则由低4位的比较结果确定。

因此低4位的比较结果应作为高4位的条件（高4位再进行比较），即低4位比较器的输入端OAGTB、OAEQB、OALTB应分别与高4位比较器的AGTB、AEQB、ALTB端相连接。

通过拓展，U2中的输出为高4位输入，U1中的为低4位输入。

3.3译码驱动及显示单元

图4译码驱动显示单元电路

图4所示为显示单元电路。

通过单刀双掷开关实现逻辑电平0、1之间的转换，A、B、C、D输入对应红色数码显示管，E、F、G、H对应蓝色数码显示管。

3.4数值比较器结果判别电路

图5三个数码管

其中，三个数码管（如图5所示）为X1、X2和X3，分别连接比较器的输出端OAGTB、OAEQB和OALTB。

X1、X2和X3分别对应于红灯、绿灯和蓝灯。

打开电源开关，用A、B、C、D、E、F、G、H输入第一个数a，并用红色数码管显示其数值；用I、J、K、L、M、N、O、P输入第二个数b，并用蓝色数码管显示其数值。

当a>b时，输出端OAGTB为高电平，红灯亮；当a=b时，输出端OAEQB绿灯亮；当a

3.5电路的基本组成与工作原理

电路的基本组成原理总图所下图6示。

主要由两片4位4585数值比较器、四个数码管、三个显示灯、16个单刀双掷开关及一个5V电源组成。

图68位数值比较器4585电路总图

4仿真结果及分析

（1）根据电路设计图在仿真软件中进行仿真。

（2）仿真结果

仿真结果如下图7所示：

图7-1当a=b时，绿灯亮。

图7-2当a>b时，红灯亮。

图7-3当a

（3）仿真结果分析

按下一个单刀双掷开关即产生另一组信号输入，产生不同种结果。

5主要仪器与设备

软件Multisim10.14585BD数值比较器2片、数码管DCD_HEX2个，DCD_HEX_BLUE2个、数码管3个、单刀双掷开关6个及+5V电源1个.

6设计体会与建议

6.1设计体会

a.这次实验，使我对这个数字电路实验设计有了进一步的认识，理论很重要，实践更重要，这是我通过这次实验得到的体会。

学好理论是实践的基础。

理论联系实际。

b.这次实验，我接触到了以前不很熟知的元器件4585数值比较器，这就要求同学具有一定的知识迁移能力，要求能结合书上所给实例分析其逻辑功能，作为对课本知识的延伸。

c.针对设计过程中的一些失误要学会分析，并逐步使之完善。

d.思考数值比较器的进一步拓展，及如何设计32位、64位甚至更多位数的数值比较电路。

6.2对设计的建议

希望老师多多给与我们指导。

参考文献

[1]赵春华、张学军主编.Multisim9电子技术基础仿真实验.北京：

机械工业出版社，2008.3