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COMPARADORES

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by

Antonio Lainz

on 19 December 2013

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Transcript of COMPARADORES

El comparador es un circuito combinacional que compara dos datos A y B de n bits cada uno y genera tres posibles salidas: A>B, A<B y A=B.
Descripción conceptual
Hemos cogido de ejemplo el 7485, este es un chip que compara dos datos de 4 bits cada uno y genera a la salida una combinación binaria de tres líneas.
Familia 74
Para N bits el comparador se puede desarrollar siguiendo estos razonamientos desde el bit más significativo hasta el bit menos significativo:
Circuitos de N bits en base a 4 bits
library ieee;
use ieee.std_logic_1164. all;
use ieee.std_logic_unsigned. all;
entity compara4 is
generic (N: integer := 4);
port (A, B: in std_logic_vector(N downto 1);
AGB, ALB, AEB: out std_logic);
end compara4;
architecture comportamiento of compara4 is
begin
process (A,B)
begin
-- A > B, salida AGB a 1, resto a 0
if(A>B) then AGB <= ‘1’; else AGB <= ‘0’; end if;
-- A < B, salida ALB a 1, resto a 0
if (A<B) then ALB <= ‘1’; else ALB <= ‘0’; end if;
-- A = B, salida AEB a 1, resto a 0
if (A=B) then AEB <= ‘1’; else AEB <= ‘0’; end if;
end process;
end comportamiento;
Descripción VHDL
COMPARADORES

Ejemplos de aplicaciones del comparador
Problemas de comparadores
Bibliografía
Enunciado:
Realizar un circuito que recibe dos números binarios puros (sin signo): A[3,0], B[3,0] e indica por la salida S si
A es mayor que B
Especificaciones y notas de ayuda al diseño:
La salida S='1' cuando A>B, en otro caso S='0'.
El bit más significativo es el bit 3.
Debe obtenerse la función mínima mediante mapas de Karnaugh, pero debido a que el circuito tiene 8 entradas y resulta difícil de hacer el mapa de Karnaugh con tantas variables, el circuito se implementará en
dos módulos. La implementación se muestra en la figura del final.
Primero se deberá realizar un circuito que compare los dos bits menos significativos de A y B, y devuelva '1' si el número (A1A0) es mayor que el número (B1B0). Esta salida (N) será la entrada del segundo comparador.
Después de haber hecho el primer comparador (de 4 entradas) se realizará el segundo comparador (de 5 entradas). Este comparador recibe los dos bits más significativos de A y B, y la señal N que indica si (A1A0)> (B1B0).
El segundo comparador es muy similar al primero, únicamente cuando (A3A2)= (B3B2) será necesario utilizar la señal N.
Para el mapa de Karnaugh del segundo comparador se recomienda tomar la señal N como la 5ª variable.
Representar el circuito final en esquema de puertas

Resultado del primer comparador
Para empezar sacamos la tabla de verdad del primer comparador y utilizando el mapa de Karnaugh obtenemos la función lógica. A partir de la cual dibujamos el circuito con el Circuit Maker.
Resultado del Segundo comparador
Ahora, además de tener la entrada A y B tenemos la entrada N (salida del primer comparador).
Solución
Juntando lo obtenido en el primer comparador y en el segundo obtenemos:
1
2
Enunciado:
El circuito de la figura es un comparador binario de dos numeros (A y B) de dos bits. Las salias (S0 S1 y S2) toman el valor logico ”1” cuando A>B, A<B y A=B, respectivamente. Obtenga las funciones lógicas de cada salida.
Resolución:
Realizamos la tabla de verdad y expresamos las funciones canónicas para las tres salidas.
Solución
Mapas de Karnaugh:
Grupo 21
Antonio Lainz
Eduardo López
Ignacio Oceja

if a > b then mayor <= '1';
menor <= '0';
igual <= '0';
elsif a < b then mayor <= '0';
menor <= '1';
igual <= '0';
elsif a = b then mayor <= '0';
menor <= '0';
igual <= '1';
end if;

Comparador de 2 bits
library ieee;
use ieee.std_logic_1164.all;
entity compara is
port(a,b: in std_logic_vector(1 downto 0);
antes_mayor: in std_logic;
antes_menor: in std_logic;
antes_igual: in std_logic
mayor: out std_logic;
menor: out std_logic;
igual: out std_logic);
end compara;

architecture archicompara of compara is
begin
process (a,b,antes_igual,antes_mayor,antes_menor)
begin
if antes_igual = '0' then igual <= antes_igual;
mayor <= antes_mayor;
menor <= antes_menor;
elsif antes_igual = '1' then
if a > b then mayor <= '1';
menor <= '0';
igual <= '0';
elsif a < b then mayor <= '0';
menor <= '1';
igual <= '0';
elsif a = b then mayor <= '0';
menor <= '0';
igual <= '1';
end if;
end if;
end process;
end archicompara;

comparador de 4 bits con entrada en cascada (7485)
Ejemplos:
Para A>B recorremos los bits desde el más significativo hasta el menos, hasta que A=1 y B=0.
A=0100
B=0011
A>B
Para A<B recorremos del mismo modo hasta que A=0 y B=1.
A=0100
B=0110
A<B
Comparador de 4 bits
Para operandos A y B de 4 bits las expresiones lógicas son:
Los comparadores digitales se utilizan en unidades de procesamiento central (CPU) y en microcontroladores.
Diseño lógico. Autor Antonio LLoris Ruiz y Alberto Prieto Espinosa. Edit:MacGraw-Hill.
Sistemas digitales. Principios y aplicaciones: Autor: Ronald J. Tocci. Edit:Prentice-Hall.
Electrónica Digital Combinacional: Teoría, Diseño y Práctica. Cap. V (Circuitos digitales MSI) Autor: Angel Olivier.
Universidad a distancia (UNED) http://meteo.ieec.uned.es/www_Usumeteog/comp_comb_comparadores.html.
Apuntes de la asinatura: http://personales.unican.es/manzanom/edigitali/.
Universidad del Pais Vasco: http://www.ehu.es/~jtpolagi/express/05.html.
Centro Politecnico superior- Universidad de Zaragoza: http://www.cps.unizar.es/~fbeltran/sist_comb.pdf.
Universidad de Salamanca: http://ocw.usal.es/eduCommons/ensenanzas-tecnicas/electronica/contenido/electronica/Tema11_CircuitosAritmeticoDigitales.pdf.
Archivo abierto institucional de la Universidad rey Juan Carlos: http://eciencia.urjc.es/bitstream/10115/5727/6/problemas_resueltos_electronica_digital.pdf.
Aplicaciones de comparadores: http://en.wikipedia.org/wiki/Digital_comparator
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