数值比较器的设计与仿真.doc

目录

一、 概述……………………………………………………………………………………3
二、 设计要求和任务………………………………………………………………………3
三、 设计原理………………………………………………………………………………3
四、 总体电路图设计………………………………………………………………………6
五、 主要实验器材…………………………………………………………………………6
六、 收获和体会……………………………………………………………………………7
七、 参考文献………………………………………………………………………………7
附表一 考核成绩表

数值比较器的设计与仿真

一、概述
电子技术基础是机电专业很重要的一门专业基础课程，电子课程设计是该课程的实践环节。该课程的目的是：通过对电子技术的实际应用课题的设计实践，使学生掌握电子技术的基本设计方法，调试方法，资料的收集整理和电器原理图的绘制方法。并通过这一实践环节，培养学生从事设计工作的全局理念，为全面提高学生的综合素质及增强工作适应能力打下一定的基础。
在数字电路中，经常需要对两个位数相同的二进制数进行比较，以判断它们的相对大小或者是否相等，用来实现这一功能的逻辑电路就成为数值比较器。
　　数值比较器就是对两数Ａ、Ｂ进行比较，以判断其大小的逻辑电路。比较结果有Ａ＞Ｂ、Ａ＜Ｂ以及Ａ＝Ｂ三种情况。
二、设计要求和任务
1、设计一个对两个两位无符号的二进制数进行比较的数值比较器，要求：
1） 输入是两个2位二进制数A=A1A0、B=B1B0,输入是两者的比较结果Y1（A=B时其值为1）、Y2(A>B时其值为1)、和Y3(A<B时其值为1)。
2） 用与非门，不能用现成的集成数值比较器。
2、任务
1） 一位数值比较器
2） 二位数值比较器
三、设计原理
1．一位数值比较器
　　１位数值比较器是多位比较器的基础。当Ａ和Ｂ都是１位数时，它们只能取０或１两种值，由此可写出１位数值比较器的真值表：

由真值表得到如下逻辑表达式： 

由以上逻辑表达式可画出如下图所示的逻辑电路。实际应用中，可根据具体情况选用逻辑门。 
　　2.两位数值比较器　现在分析比较两位数字A1A0和B1B0的情况。　利用1位比较器的结果，可以列出简化的真值表如下： 

为了减少符号的种类，不再使用字母Ｌ，而以（Ai＞Bi）、（Ai＜Bi）、（Ai＝Bi）直接表示逻辑函数。可以由真值表对两位比较器作如下简要概述。　当高位（A1、B1）不相等时，无需比较低位（A0、B0），两个数的比较结果就是高位比较的结果。　当高位相等时，两数的比较结果由低位比较的结果决定。　由真值表可以写出如下逻辑表达式： 

根据表达式画出逻辑图： 

电路利用了１位数值比较器的输出作为中间结果。它所依据的原理是，如果两位数A1A0和B1B0的高位不相等，则高位比较结果就是两数比较结果，与低位无关。这时，由于中间函数（A1＝B1）＝０，使与门G1、G2、G3均封锁，而或门都打开，低位比较结果不能影响或门，高位比较结果则从或门直接输出。如果高位相等，即（A1＝B1）＝１,使与门G1、G2、G3均打开，同时由（A1＞B1）＝０和（A1＜B1）＝０作用，或门也打开，低位的比较结果直接送达输出端，即低位的比较结果决定两数谁大、谁小或者相等
3、二极管构成的双输入与门电路及其逻辑符号

4、双极型三极管非门的原理电路及其逻辑符号

5、与非门的构造及其逻辑符号

四、总体电路图设计

五、主要的实验器材
74LS00

74LS20

电源 三极管 二极管 电阻

六、心得体会
通过这次课程设计，加强了我们的动手、思考和解决的能力。在这个课程设计开始的时候，我感到很迷茫，不知道该怎么去做这个课程设计，最后在看了许多次的课程设计计划书后之后终于做了2位数值比较器这个课题。这个课题老师上课也有讲过，当时感觉很简单，当我开始做这个课程设计的时候，我发现我对数值比较器了解得太少了。在这个课程设计中我查阅了大量的资料，询问了同学许多的问题，才把这个问题弄清楚。
通过这次课程设计我深得做课程设计同时也是对课本知识巩固和加强，由于课本的知识太多,平时课间的学习并不能很好的理解和运用各个元件的功能，所以在这次课程设计中我们了解了许多元件的功能，并且对于其在电路中的运用有了更多的认识。平时看课本有许多问题不能解决，做完课程设计，那些问题就迎刃而解了。通过动手实践让我对各个零件映像深刻，知识来源于实践，实践是知识的动力和最终目的，实践是检验真理的唯一标准，所以这个课程设计对我的作用非常大。
经过一个星期的课程设计实习，终于完成了这个课程设计，学到了课堂上学不到的东西:独立的思考问题解决问题，虚心向他人学习。这使得我受益匪浅.

八、 参考文献
《电子技术》 李中发主编 中国水利水电出版社
《电子技术试验》 黄培根主编 浙江大学出版社
《公共课实验教程》 汤勉刚主编 西安交通大学出版社

附表一
考核成绩
设计仿真成绩（20分）
课程设计报告成绩（70分）
答辩（10分）
考核成绩
仿真电路
仿真效果
方案论证
设计计算、绘图、说明
报告
格式

7