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1、XX大学课程设计题 目 4位数值比较器 学 院 X学院 专 业 XXX 班 级 XXX 学 生 XXX 学 号 200000000 指导教师 XXX 二一 年 十二 月 二十七 日27rp摘要 随着时代的进步，社会的发展，科学技术的进步，我们会在很多地方用到比较器。例如，在体育竞技场地对一些选手的成绩进行比较，选出他们中的成绩优异者；我们为了比较一下不同物品的参数，我们可以利用一些科学技术来实现这些功能，使得我们的工作效率得以提高，减少了我们认为的工作量。我们可以根据不同的需要来制造出不同类型的比较器。我们可以利用一些我们所学的知识，利用一些简单的二极管、三极管、MOS管的开关特性来组成各种门
2、电路的基本开关元件。我们再利用这些元件组成比较器的组合逻辑电路。根据不同的需要，来用不同的方法来连接元件实现不同的功能。我们可以实现1位数比较器，2位数比较器，4位数比较器，8位数比较器等多种比较器。关键词 门电路；开关元件；比较器；逻辑电路；目 录摘要.11 前言. . .31.1CMOS组成的门.31.1.1CMOS组成的非门.41.1.2CMOS组成的与非门.41.2位数比较器.52 4位数比较器.72.1 原理框图72.2 逻辑电路图.82.2.1 4位数逻辑电路图.82.2.2 4位数比较器原理.92.2.3 电路板示意图10结论.11心得体会.12致谢.14参考文献.141前言 本
3、课程设计主要是根据我们学习的余孟尝主编的数字电子技术简明教程（第三版）的后续课程。这个课程设计在保证基础，精选内容，加强感念理解，联系实际，利于我们学习这门课程，加深对这门课程的理解 。它还可以增加我们的实际思维能力和动手能力。1.1 CMOS组成的门 本次课程设计需要一些简单的电路，我们开始先介绍简单的电路。本实验中只用到TTL和CMOS组成的与门、非门两种门电路。先由这些简单门电路组成一位数比较器，再组成多位比较器。这里我们只介绍由CMOS组成的门。1.1.1非门+VDD +10VRD20 kWBGDSuIuO 图一、MOS三极管非门工作原理： 当 MOS管截止 当 ； MOS 管导通（在
4、可变电阻区） 故 ；真值表AY01101.1.2与非门uA+VDD+10VVSSTP1TN1TP2TN2ABYuBuY图二、CMOS与非门如图二所示，uA、uB只要有一个为低电平0 V，TN1、TN2就总有一个截止，TP1、TP2就有一个导通，因此uY一定为高电平10 V；只有当uA、uB同时为高电平10 V时，TN1、TN2才都导通，TP1、TP2才都截止，uY为低电平0 V。综上所述，课的如表所示电平关系表。如果用A、B、Y分别表示uA、uB、uY，且采用正逻辑，则可得如表所示真值表。与非门电平关系表uA/uB/VuY/V0010010101001010100与非门逻辑真值表ABY0010
5、11101110逻辑表达式 由此可知，图二所示电路图为与非门。1.2位数比较器1位数值比较器 图三、对应1位数值比较器AiMiBiAiBiAiBiiLiGiAiBi&1&1&我们输入信号是两个要进行比较的1位二进制数，现在用Ai、Bi 表示，输出信号是比较结果，则图三中所示的一位上的比较逻辑示意图，具体的比较结果如下：当 AiBi 时 L=1 G=0 M=0；Ai=Bi 时 G=1 L=0 M=0；AiB 时 L=1 G=0 M=0A=B 时 G=1 L=0 M=0AB时L=1，A=B时G=1，AB3则AB，L=1、G=0 、M=0。(2)、当A3=B3时，即G3=1时，若A2B2时则AB，L
6、=1、G=M=0。(3)、当A3=B3、A2=B2即G3=G2=1时，若A1B1则AB，L=1、G=M=0。(4)、当A3=B3、A2=B2 、A1=B1即G3=G2=G1=1时，若A0B0则AB，L=1、G=M=0。对AB即L=1，上述四种逻辑情况是或得逻辑关系。(5)、只有当A3=B3、A2=B2 、A1=B1、A0=B0即G3=G2=G1=G0=1时，才会有A=B即G=1.显然，对于A=B即G3、G2、G1、G0时与得逻辑关系。(6)、如果A不大于B也不等于B，即L=G=0时，则A必然小于B，即M=1.由分析上述电路图中可以看出我们得到的L、G、M的具体表达式如下表：4位数比较器真值表比
7、较输入输出A3 B3A2 B2A1 B1A0 B0LGM100=100=100=100=010001=001=001=001由上表可经过计算得到逻辑表达式如下：M = B3+ (A3B3) B2+(A3B3)(A2B2)B1+(A3B3)(A2B2)(A1B1)B0 +(A3B3)(A2B2)(A1B1) (A0B0) I(AB)由此逻辑表达式可以算出当M=1时AB; 有此事可以推断出猜想是正确的2.2.3 电路板示意图B0VCC A3 B2 A2 A1 B1 A0 B0B3 AB FAB FA=B FAB地1 2 3 4 5 6 7 816 15 14 13 12 11 10 97485 7
8、4LS85图六 TTL比较器电路板B2 AB FAB FA=B FAB FAB B0 A0 B1图七 CMOS比较器电路板上边的两个图中分别是由TTL和CMOS组成的4位数比较器的电路板。其中，TTL组成的电路板是由TTL组成的与非门和非门所组成。CMOS组成的电路板是由CMOS组成的非门和与非门组成。结 论 通过按照实验设计电路图来连接电路并且实验可以验证，上述所示的电路板和设计出来的电路是可行的，是正确的。通过上述电路图则可对两个4位二进制数进行比较。本次课程设计比较成功。在实验操作时要注意一些细微点，尤其是在连接电路时要仔细认真以免连错电路造成不必要的麻烦。心得体会通过这次课程设计，加强了我们动手、思考和解决问题的能力。在这个设计课程开始的时候，我感到很迷茫，不知道该怎么去做这个课程设计。不知道该怎么去开使这个课程设计。最后再看了很多次的课程设计计划书之后终于做了4位数值比较器这个课题。这个课题老师在上课的时候也有讲过。当时听起来感觉害死十分的简单
