En un tutorial anterior, Circuitos aritméticos , se diseñaron circuitos digitales para realizar operaciones aritméticas. Al igual que las operaciones aritméticas, comparar números también es una operación matemática importante. Desde el punto de vista informático, la comparación de números juega un papel vital en la toma de decisiones y las operaciones lógicas. En los sistemas digitales, los números tienen la forma de números binarios. La comparación de dos números determina si un número es mayor, igual o menor que el otro número. Un comparador digital se usa ampliamente en sistemas combinacionales y está especialmente diseñado para comparar las magnitudes relativas de números binarios.
Para comparar dos números binarios, primero se comparan sus MSB (bits más significativos). Si el MSB de uno de estos números es 1 mientras que el de otro es 0, entonces es mayor que el otro y el proceso de comparación se detiene. Si sus MSB son iguales, como si ambos fueran 1 o 0, el siguiente bit significativo se comparará en ambos números. Si el siguiente bit significativo de uno de estos números es 1, mientras que el otro es 0, entonces es mayor que el otro y el proceso de comparación termina ahí. De lo contrario, continúa con los bits menos significativos hasta que se determina qué número es mayor o se encuentra que ambos números son iguales después de comparar el LSB (bit menos significativo) de los números. Por tanto, si se comparan dos números A y B, el resultado de la comparación será A > B, A < B o A = B.
Los microcontroladores y microprocesadores llevan integrados comparadores digitales para comparar números binarios. Un comparador digital puede ser un sistema de 4, 8, 16, 32 o 64 bits, dependiendo de cómo compare sistemas de 4, 8, 16, 32 o 64 bits. Números de 64 bits, respectivamente. También se puede conectar en cascada más de un comparador para realizar comparaciones de números largos. Cómo se pueden conectar en cascada dos comparadores de 4 bits para comparar números de 8 bits. Un comparador produce tres resultados como L, E y G que corresponden a resultados menores, iguales y mayores que.
También hay circuitos integrados discretos disponibles para comparar números binarios. En este proyecto se utiliza IC SN7485, que es un comparador de magnitud de 4 bits. Los dos números de 4 bits se ingresan en el IC a través de una fuente de CC mediante un interruptor DIP de 8 posiciones. El resultado de la comparación se verifica conectando LED a los pines de salida del IC.
Componentes necesarios –
Fig. 1: Lista de componentes necesarios para crear un comparador de magnitud de 4 bits basado en IC 7485
Fig. 2: Diagrama de circuito del comparador de magnitud de 4 bits basado en IC SN-7485
Conexiones de circuito –
Para comparar números de 4 bits, en este proyecto se utiliza IC SN7485. El IC es un comparador de magnitud de 4 bits que se puede utilizar para comparar números binarios directos y números codificados en BCD. El IC de 16 pines tiene la siguiente configuración de pines:
Fig. 3: Tabla que enumera la configuración de pines del IC 7485
El IC tiene el siguiente diagrama de pines:
Fig. 4: Diagrama de pines del IC comparador de magnitud de 4 bits 7485
Cabe señalar que el SN7485 tiene terminales de entrada adicionales que permiten “colocar en cascada” más comparadores individuales para comparar palabras de más de 4 bits con comparadores de magnitud de “n” bits que se producen. Estas entradas en cascada se conectan directamente a las salidas correspondientes del comparador anterior para comparar palabras de 8, 16 o incluso 32 bits. En este proyecto, simplemente se comparan dos números de 4 bits, por lo que no hay necesidad de utilizarlos en cascada.
Los números binarios de entrada se pasan al IC a los respectivos pines de entrada a través de un interruptor DIP de 8 posiciones. El resultado de la comparación se verifica conectando los LED a los pines de salida 5, 6 y 7 del IC.
Fig. 5: Prototipo de comparador de magnitud de 4 bits basado en IC SN7485
Cómo funciona el circuito –
El circuito se basa en el funcionamiento del IC SN7485. Cuando los dos números se ingresan a través del interruptor DIP, donde los interruptores están conectados al suministro regulado de 5 V CC, el IC realiza la comparación de los dos números de 4 bits y, según el resultado de la comparación, uno de los tres pines de salida. está configurado como ALTO. . Los LED están conectados a los pines de salida del IC de tal manera que en la salida ALTA comienzan a brillar. Entonces, si el número A es mayor que el número B, el LED conectado al pin 5 comenzará a brillar. Si los dos números son iguales, el LED conectado al pin 6 comenzará a brillar. Si el número A es menor que el número B, el LED conectado al pin 7 comenzará a brillar.
Estos tipos de comparadores digitales se utilizan en los circuitos de decodificación de direcciones en computadoras y dispositivos basados en microprocesadores para seleccionar un dispositivo de entrada/salida específico para el almacenamiento de datos.
También se utilizan en aplicaciones de control en las que los números binarios representan variables físicas como temperatura, posición, etc. se comparan con un valor de referencia. Luego, las salidas del comparador se utilizan para accionar los actuadores para acercar las variables físicas al valor establecido o de referencia. Así como los comparadores digitales se utilizan en aplicaciones como controladores de procesos y control de servomotores.
Probando el circuito –
La salida del circuito se puede probar pasando diferentes números binarios de 4 bits a los pines de entrada del IC 7485. Al comparar los dos números binarios, cualquiera de los tres pines de salida estará en ALTO y el LED respectivo comenzará a brillar. Se realizaron las siguientes observaciones al trabajar con el IC 7485
Diagramas de circuito
| Diagrama de circuito: comparador de magnitud de 4 bits basado en SN-7485-IC |  |
