串行数字比较器

1、课程设计任务书教 学 部 工学一部 专 业 课程设计题目 串 行 数 字 比 较 器 班 级 学 号 姓 名 课程设计时间 年 月 日至 年 月 日课程设计的内容及要求：（一） 主要内容设计一个能对两个串行输入的二进制数X=X1X2.Xn和Y=Y1Y2.Yn进行比较的电路。比较从X1，Y1开始，依次进行到Xn，Yn。电路有两个输出端Zx,Zy，若比较结果XY，则Zx为1，Zy为0；若XY，则Zx为1，Zy为0；若XY，则Zx为0，Zy为1；若X=Y，则Zx和Zy都为1。2 需求分析两个数进行比较时，先比较高位，然后比较低位。若xi= y i=0或1，两个输出Zx 和 Zy=1，还应比较低一位，

2、若还相等，则两个输出不变。，若所有的位的数都相等，最后输出Zx 和 Zy=1，表示比较结果X=Y。比较过程中若出现某一位数不等，则比较结束。xi y i时输出Zx=1，Zy=0，比较结果XY；xiy i时输出Zx=0，Zy=1，比较结果XY。因题意要求要求用尽可能少的状态数作出状态图和状态表，并作尽可能的逻辑门和触发器来实现，故采用Moore型电路，用两个D触发器，这两个触发器的输出就是电路的输出，其中y 2表示Zy，y 1表示Zx。用A、B、C三个状态分别表示X=Y、XY、XY。3 硬件设计3.1 电路原理3.1.1 真值表xy11001111111111010111101001N/A010

3、1N/A0101N/A0101N/A0110N/A1010N/A1010N/A1010N/A10 图1.串行数字比较器真值表3.1.2 状态转换图图2.状态转换图3.1.3 逻辑表达式用两个D触发器，这两个触发器的输出就是电路的输出，其中y 2表示Zy，y 1表示Zx。用A、B、C三个状态分别表示X=Y、XY、XY。根据题意得到二进制状态表如图1所示：图3.二进制状态表;3.1.4 逻辑电路图图4.同步时序逻辑电路3.2 芯片选择3.2.1 芯片型号1(1) 名称74LS04芯片(2) 功能74LS04芯片是六反相器(3) 引脚图3.2.2 芯片型号2(1) 名称74LS21芯片(2) 功能7

4、4LS21芯片是单稳态多谐振荡器(3) 引脚图3.2.3 芯片型号3(1) 名称74LS27芯片(2) 功能74LS27芯片是3输入端三或非门(3) 引脚图3.2.4 芯片型号4(1) 名称74LS74芯片(2) 功能74LS27芯片是一种三态反相八D锁存器(3) 引脚图3.2.5 芯片型号5(1) 名称74LS244芯片(2) 功能74LS244芯片是一种八同相三态缓冲器/线驱动器(3) 引脚图3.2.6 芯片型号6(1) 名称74LS161芯片(2) 功能74LS161芯片是可予制四位二进制异步清除计数器(3) 引脚图3.2.7 芯片型号7(1) 名称74LS20芯片(2) 功能74LS2

5、0芯片是4输入端双与非门(3) 引脚图3.3 线路连接4 调试与分析按照原理图开始连接电路。但是在第一次连线结束后并未出现预期效果，而是出现了很不规律的显示。我开始检测导线，当导线没有问题时我再检测芯片口。检测发现74LS74芯片不能行使其功能了，因此我就换了一个新的芯片。可是在操作时候在十位数字均相同的时候且均为0时，并未出现预期的结果。我开始检查到74LS161芯片，发现计数器是八进制不是要求的十进制，改进线路再进行操作输出端终于出现了预期的结果了。 5 结论课程设计顺利完成，任务书中所提出的要求全部实现，设计出一个能对两个二进制数X=x1,x2,xn和Y=y1, y 2, y n进行比较

6、的同步时序电路，其中，X，Y串行地输入到电路的x，y输入端。比较从x1， y 1开始，依次进行到xn， y n。电路有两个输出Zx和Zy，若比较结果XY，则Zx为1，Zy为0；Zx灯亮。若XY，则Zy为1，Zx为0；Zy灯亮。若X=Y，连续输入十次，则Zx 和 Zy都为，灯同时亮，指示灯亮结束。要求用尽可能少的状态数作出状态图和状态表，并作尽可能的逻辑门和触发器来实现。6 结束语通过这次课程设计，我对复杂计算机组成原理电路的实验有了一个深刻的认识，使我进一步明白了熟悉芯片信息的重要性。三个星期的计算机组成原理电路的实验终于顺利完成，在这期间真正的学到了一些经验，能够熟练的掌握一些引脚芯片信息，运用学到实际电路连接中，意识到计算机组成原理电路的实验并不是一件很简单的事情，知道学习计算机组成原理必须亲自动手去做，只有自己做的电路实验才能找出错误，这样才能真正的达到目的。当计算机组成原理电路的实验完成而且能够正常运行心里非常高兴，虽然这对于一名学计算机的学生来说可能简单，但对我来说，如果要想在计算机方面能够有所发展的话，我面临的困难还很多，要继续加强，努力达到一种较高的水平。7 参考文献1魏达，高强，金玉善，曹英晖编 数字逻辑电路科学出版社