Comparatoare

Fisa de documentare 1

Comparatorul digital este circuitul logic care permite determinarea valorii relative a doua numere binare.

Comparatorul digital de 1 bit compara doua numere de cate 1 bit, indicand la iesire situatia in care se gasesc acestea.

Fig.1. Schema bloc a comparatorului digital de 1 bit

Circuitul are 2 intrari (A_i , B_i) si 3 iesiri (Y₁, Y₂, Y₃). Pe intrari se aplica bitii  de acelasi rang, iar pe iesiri apare rezultatul compararii acestora :

situatia A_i < B_i, semnalizata cu nivel logic 1 pe iesirea Y₁

situatia A_i = B_i, semnalizata cu nivel logic 1 pe iesirea Y₂

situatia A_i > B_i, semnalizata cu nivel logic 1 pe iesirea Y₃

Fig.2. Tabelul de adevar al comparatorului digital de 1 bit

Comparatorul digital de 4 biti compara doua numere, A si B, de cate 4 biti.

A = A₀ * 2⁰ + A₁ * 2¹ + A₂ * 2² + A₃ * 2³

B = B₀ * 2⁰ + B₁ * 2¹ + B₂ * 2² + B₃ * 2³

Fig.3 Schema bloc a  comparatorului digital de 4 biti

Circuitul are:

8 intrari de date, A₀÷A₃ pentru bitii numarului A si B₀÷B₃ pentru bitii numarului B;

3 intrari de expandare (I.E.), A<B_i, A=B_i, A>B_i, utile pentru compararea unor numere mai mari de 4 biti;

3 iesiri care semnalizeaza pozitia relativa a numerelor A si B, A<B_o, A=B_o, A>B_o.

Intrari de date				Intrari de expandare			Iesiri
A3;B3	A2;B2	A1;B1	A0;B0	A > B	A < B	A = B	A > B	A < B	A = B
A3>B3	x	x	x	x	x	x	1	0	0
A3<B3	x	x	x	x	x	x	0	1	0
A3 B3	A2>B2	x	x	x	x	x	1	0	0
A3 B3	A2<B2	x	x	x	x	x	0	1	0
A3 B3	A2=B2	A1>B1	x	x	x	x	1	0	0
A3 B3	A2=B2	A1<B1	x	x	x	x	0	1	0
A3 B3	A2=B2	A1=B1	A0>B0	x	x	x	1	0	0
A3 B3	A2=B2	A1=B1	A0<B0	x	x	x	0	1	0
A3 B3	A2=B2	A1=B1	A0=B0	1	0	0	1	0	0
A3 B3	A2=B2	A1=B1	A0=B0	0	1	0	0	1	0
A3 B3	A2=B2	A1=B1	A0=B0	0	0	1	0	0	1

Fig.4 Tabelul de adevar al comparatorului digital de 4 biti

Compararea incepe cu perechea de biti cei mai semnificativi (A₃,B₃).

• Daca A₃ si B₃ sunt diferiti, pozitia relativa a celor 2 biti este si pozitia celor 2 numere A si B, astfel incat procesul de comparare se incheie ;
• Daca  A₃ este egal cu B₃, se examineaza perechea de biti de rang imediat inferior.

Procesul de comparare se incheie in momentul in care se poate lua o decizie privind pozitia relativa a numerelor A si B.

Comparatorul digital de patru biti exista in varianta integrata si are codul de catalog  7485.

Fig.5 Circuitul integrat  7485

Activitatea de invatare 1 Comparatoare

Competente:

Identifica circuite integrate logice

Verifica functionarea montajelor

Obiective vizate:

sa identifici conexiunile circuitului integrat comparator de 4 biti

sa precizezi rolul pinilor circuitului integrat comparator de 4 biti

sa explici functionarea  comparatoarelor digitale

Continutul: Analizarea circuitului integrat comparator de 4 biti, 7485

Obiectivul: Aceasta activitate va va ajuta sa utilizati circuitul integrat 7485 pentru a compara doua numere binare

Enunt: Folositi datele de catalog pentru a indeplini urmatoarele sarcini:

1.     Completati Tabelul 1 in care aveti de precizat semnificatia pinilor circuitului integrat comparator de 4 biti, 7485;

2.     Comparati perechile de numere date mai jos si asociati in Tabelul 2 valorile logice corespunzatoare pe pinii circuitului integrat 7485 in cele 3 cazuri.

a)     A 1001; B 1101b) A 1011; B 1010c) A 1000; B 1000

Tabelul 1

Tabelul 2

Glosar

BCD (Binary Coded Decimal) = cod prin care numerele zecimale sunt codate binar pe 4 biti

bit = unitate de masura a informatiei binare

binar = sistem de numeratie cu baza 2

Boole (George) = matematician englez (1815-1864) care a definit algebra booleana

boolean = caracteristic algebrei booleene

CDB = prefix standard pentru circuitele integrate digitale TTL fabricate in Romania

CMOS(Complementary-Metal-Oxid-Semiconductor) = familie de circuite logice integrate realizate cu tranzistoare unipolare MOS cu canal p si cu canal n

complementare = inversare

conexiune = legatura

conversie = transformare

digital logic

LSB (Least Significant Bit) bitul asociat celei mai mici puteri a lui 2 din reprezentarea binara a unui numar

MMC = prefix standard pentru circuitele integrate digitale CMOS fabricate in Romania

MOS = tranzistor unipolar cu structura metal-oxid-semiconductor

MSB (Most Significant Bit) = bitul asociat celei mai mari puteri a lui 2 din reprezentarea binara a unui numar

pin = conexiune a unui circuit integrat

TTL (Tranzistor-Tranzistor-Logic) = familie de circuite logice integrate realizate cu tranzistoare bipolare

III.Bibliografie

1.     Maican, Sanda (1980). Sisteme numerice cu circuite integrate. Culegere de probleme, Bucuresti: Editura Tehnica

2.     Stojanov, Istvan, Borcoci, Eugen s.a. (1987). De la poarta TTL la microprocesor, vol. I Bucuresti: Editura Tehnica

3.     Ardelean, Ion (1987).Circuite integrate CMOS. Manual de utilizare, Bucuresti: Editura Tehnica

4.     Stefan, Gheorghe (1993). Circuite integrate digitale,  Bucuresti: Editura DENIX

5.     Spanulescu, Ion (1996). Circuite integrate digitale si sisteme cu microprocesoare, Bucuresti: Editura Victor

6.     Stefan, Gheorghe (2000). Circuite si Sisteme digitale,  Bucuresti: Editura Tehnica

7.     Wilkinson, Barry. (2000). Electronica digitala. Bazele proiectarii, Bucuresti: Editura Teora

8.     Wakerly John (2002). Circuite digitale. Principiile si practicile folosite in proiectare, Bucuresti: Editura Teora