Thiết kế mạch so sánh 2 số 4 bit

Mạch so sánh 2 số 1 bit

Trước tiên ta thiết kế mạch so sánh hai số 1 bit.

Bảng sự thật của mạch so sánh một bit có ngã vào cho phép [nối mạch] G :

Bảng 4.7

[H 4.23]

Từ mạch so sánh 1 bit ta có thể mở rộng để so sánh nhiều bit.

Mạch so sánh 2 số nhiều bit

Để so sánh 2 số nhiều bit, trước tiên người ta so sánh 2 bit cao nhất [MSB], kết quả lớn hoặc nhỏ hơn do 2 bit này quyết định, nếu 2 bit MSB bằng nhau người ta so sánh 2 bit có trọng số thấp hơn tiếp theo và kết quả được quyết định theo cách tương tự như ở 2 bit MSB. . . . . Sự so sánh được lặp lại cho đến bit LSB để được kết cuối cùng.

Dưới đây là sơ đồ mạch so sánh 3 bit [H 4.24].

[H 4.24]

- IC 1 so sánh 2 bit cao [a3& b3] nên ngã vào cho phép được đưa lên mức cao, nếu kết quả bằng nhau, ngã ra E của nó lên cao, cho phép IC 2 so sánh, nếu kết quả lại bằng nhau, ngã ra E của IC 2 lên cao cho phép IC 3 so sánh, kết quả bằng nhau cuối cùng chỉ bởi ngã ra E của IC 3.

- Các ngã vào cổng OR nhận tín hiệu từ các ngã ra S [hoặc I] sẽ cho kết quả lớn hơn [hoặc nhỏ hơn] tùy vào kết quả so sánh ở bất cứ bit nào. Thật vậy khi có một kết quả lớn hơn [hoặc nhỏ hơn] thì S [hoặc I] ở một IC lên cao, các ngã ra E và I [hoặc S] của các IC khác bằng 0, đây là điều kiện mở cổng OR để cho kết quả so sánh xuất hiện ở một trong các cổng OR này.

Trên thị trường có sẵn loại IC so sánh 4 bit 7485 có ngã nối mạch để mở rộng việc so sánh cho số nhiều bit hơn.

Bảng sự thật của IC 7485

Bảng 4.8

Dựa vào bảng sự thật, ta thấy:

- Khi dùng IC 7485 để so sánh 2 số 4 bit ta phải giữ ngã vào nối mạch A’=B’ ở mức cao, hai ngã vào nối mạch còn lại ở mức thấp, như vậy IC mới thể hiện được kết quả của trạng thái 9.

- Khi so sánh 2 số nhiều bit hơn ta phải dùng nhiều IC 7485 và nối ngã ra của IC so sánh bit thấp vào ngã vào nối mạch tương ứng của các IC so sánh các bit cao hơn và IC so sánh các bit thấp nhất có ngã vào nối mạch được mắc như khi dùng riêng lẻ. Để đọc được kết quả so sánh ta phải quan tâm tới các trạng thái 9, 10 và 11 trong bảng sự thật.

[H 4.25] cho ta cách mắc 2 IC 7485 để so sánh 2 số nhị phân 8 bit:

[H 4.25]

Thí dụ :

a. So sánh hai số A7 . . . .A0 = 10101111 và B7 . . . . B0 = 10110001

IC 2 so sánh các bit cao A7 . . .A4 = 1010 và B7 . . .B4 =1011 có A7= B7 , A6= B6 , A5= B5 và A4B = 1 để chỉ kết quả so sánh của 2 số 8 bit [trạng thái 10].

 Nguồn: voer.edu.vn

Bạn Có Đam Mê Với Vi Mạch hay Nhúng      -     Bạn Muốn Trau Dồi Thêm Kĩ Năng

Mong Muốn Có Thêm Cơ Hội Trong Công Việc

    Và Trở Thành Một Người Có Giá Trị Hơn

Bạn Chưa Biết Phương Thức Nào Nhanh Chóng Để Đạt Được Chúng

Hãy Để Chúng Tôi Hỗ Trợ Cho Bạn. SEMICON  

74LS85 hoặc SN54 / 7485 là bộ so sánh độ lớn 4 bit của hai đầu vào định dạng nhị phân. Trong các thiết bị điện tử bên cạnh phép cộng và trừ so sánh các số nhị phân cũng rất quan trọng để thực hiện các phép toán. Để giải quyết vấn đề này, chúng tôi sử dụng bộ so sánh dựa trên TTL. 

Chức năng cơ bản của bộ so sánh là so sánh hai bit đầu vào và sau đó đưa ra ba đầu ra. Đầu ra sẽ luôn ở dạng 3-bit sẽ mô tả mối quan hệ đầu vào với nhau. Đầu vào có thể lớn hơn hoặc bằng nhau. Bằng cách sử dụng các cổng logic, các bộ so sánh có thể được thiết kế nhưng để tránh kích thước mạch lớn, chúng ta có thể sử dụng IC so sánh được tạo sẵn.

IC 74LS85 là một mạch tích hợp so sánh độ lớn có thể được sử dụng để so sánh dữ liệu nhị phân. Nó có kích thước nhỏ hơn và có nhiều gói để đáp ứng yêu cầu của các mạch khác nhau. 

74LS85 có thể so sánh hai dữ liệu nhị phân 4 bit và đầu ra có thể được nhận từ các chân đầu ra ở dạng trạng thái CAO và THẤP. IC 74LS85 nhận 8 đầu vào song song cho hai dữ liệu nhị phân 4 bit và cho đầu ra ở dạng 3 bit song song. IC có mức tiêu thụ điện năng thấp và nó cho đầu ra ở dạng TTL, giúp nó tương thích với các thiết bị và bộ vi điều khiển dựa trên TTL khác.

Sơ đồ sơ đồ chân của bộ so sánh độ lớn nhị phân 7485 được hiển thị bên dưới:

• 74LS85 có thể được sử dụng để so sánh 4-bit cùng một lúc.
• Nó có thể được mở rộng hơn nữa để so sánh dữ liệu nhiều hơn 4-bit.
• 7485 cho đầu ra ở dạng TTL, giúp nó tương thích với các thiết bị TTL và bộ vi điều khiển khác.
• Nó có hai gói, SOIC và PDIP.
• Nó đi kèm với bảo vệ bên trong khỏi điện áp kẹp.

• Dải điện áp cho IC là 4,75 đến 5,25.
• Điện áp đầu vào cho trạng thái CAO là tối thiểu 2 và trạng thái THẤP tối đa là 0,8.
• Dòng ra cho trạng thái CAO là -0,4mA và trạng thái THẤP là 8mA.
• IC có thể hoạt động lên đến 0 đến 70 độ.
• IC có bảo vệ bên trong khỏi điện áp kẹp toàn dải khoảng -1,5V.

Để biết thêm kích thước điện và cơ, hãy kiểm tra biểu dữ liệu

Để IC hoạt động được, trước tiên chúng ta sẽ cần kết nối IC với nguồn điện và xa hơn nữa với thiết bị TTL hoặc vi điều khiển để sử dụng nó. Trong các vi mạch khác như bộ cộng, vi mạch bắt đầu hoạt động từ LSB nhưng trong bộ so sánh, vi mạch sẽ bắt đầu so sánh từ MSB. 

Dữ liệu sẽ bắt đầu được so sánh từ MSB và nó sẽ được chuyển đến LSB. Trong trường hợp tại bất kỳ thời điểm nào, dữ liệu A lớn hơn dữ liệu B hoặc ngược lại thì kết quả đầu ra sẽ được quyết định. 

Trong IC, dữ liệu đầu vào sẽ gồm hai phần, mỗi phần 4 bit và dữ liệu đầu ra sẽ có 3 bit. Trong dữ liệu đầu vào, dữ liệu có thể là bất kỳ số nhị phân nào nhưng trong dữ liệu đầu ra, chỉ một bit sẽ CAO còn lại là THẤP và cả ba bit sẽ mô tả đầu ra trên cơ sở đầu vào. Đây là mạch của IC làm bộ so sánh 4 bit.

Hình 1: IC hoạt động như bộ so sánh 4 bit

IC có thể sử dụng để so sánh dữ liệu hơn 4 bit bằng cách sử dụng các chân của bộ mở rộng đầu vào. Trong IC các chân đó là Chân 2,3 và 5.

Trong ví dụ, chúng tôi sẽ sử dụng 74ls85 thay vì so sánh 4-bit, chúng tôi sẽ so sánh 8-bit và phương pháp tương tự có thể dùng để so sánh dữ liệu hơn 8-bit. Đầu tiên, kết nối IC với các đầu vào logic sau đó gắn đầu ra của IC thứ nhất với đầu vào của IC thứ hai. Sau đó, chúng ta có thể gắn xem đầu ra trên IC thứ hai. Đây là mạch:

Hình 2: Mạch Proteus

Sau đó, hãy kiểm tra điều kiện cả ba đầu ra. Đầu tiên, cho đầu vào A và B bằng nhau. Trong điều kiện đó, đầu ra phải là 010. Chân 6 chỉ nên ở mức CAO.

Hình 3: Dữ liệu bình đẳng

Sau đó đưa ra dữ liệu đầu vào A và B lớn hơn từng cái một. Kết quả đầu ra sẽ là 100 khi dữ liệu A nhỏ hơn B và sẽ là 001 cho dữ liệu A lớn hơn B. Đây là kết quả.

Hình 4: DATA A lớn hơn

Hình 5: DATA B lớn hơn

Bạn có thể nhận thấy rằng trong trường hợp B và A, dữ liệu dừng so sánh khi MSB của dữ liệu trở nên lớn hơn trước đó. Chỉ riêng bộ so sánh không có bất kỳ công dụng đặc biệt nào thay cho bộ so sánh nhưng sử dụng bộ so sánh này, chúng tôi có thể xây dựng lôgic sâu hơn để giải quyết nhiều hàm.

• 7485 có nhiều công dụng trong máy chủ, thiết bị mạng, hệ thống kỹ thuật số và thiết bị điện tử thông minh.
• IC đơn giản được sử dụng để so sánh dữ liệu nhị phân cho phép các thiết bị khác thực hiện các chức năng khác.
• IC đi kèm bên trong một số hệ thống nhúng để thực hiện các hoạt động logic.

>> Mời anh em xem thêm