A. 三态缓冲器的三态缓冲器
缓冲器是数字符件的其中一种,它对输入值不执行任何运算,其输出值和输入值一样,但它在计算机的设计中有着重要作用。
缓冲器分为两种,常用缓冲器(常规缓冲器)和三态缓冲器。常规缓冲器总是将值直接输出,用于将电流输出到高一级电路系统。三态缓冲器除了常规缓冲器的功能外,还有一个选项卡通输入端,用E表示。当E=0和E=1时有不同的输出值。
缓冲器又可以分为输入缓冲器和输出缓冲器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放,以便处理器将它取走;后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。有了数控缓冲器,就可以使高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用,实现数据传送的同步。由于缓冲器接在数据总线上,故必须具有三态输出功能。
当E=1时,选通,其输入直接送到输出;
若E=0,缓冲器被阻止,无论输入什么值,输出的总是高阻态,用Z表示。高阻态能使电流降到足够低,以致于类似缓冲器的输出没有与任何东东相连。
B. 三态门可输出的三种状态
三态门电路也叫三态缓冲器,简称三态门,能输出第三种状态:高阻抗(高阻抗,电阻很大,相当于电路开路),即隔断状态。
三态门可被看成是一种控制开关,主要用于外部设备与处理器的连接,控制选通哪个设备。未选通的设备,三态门处于高阻抗,相当于没有与处理器连接,设备的信号不能传给处理器。若处理器只连接一个设备,就不需要三态门。
由子三态门具有控制信号是否通过的能力,所以常用三态门构造输入接口。EN 作为三态门 的开关信号,控制三态门的导通和隔断。
当EN 是高电位时,三态门导通,选中与之连接的设备,设备的信号可以通过三态门传给处理器。当EN是低电位时,三态门 处于隔断状态,未选中与之连接的设备,设备的信号不能传给处理器。
(2)总线三态输出缓存器扩展阅读
典型应用:
1、在总线连接的结构上。总线上挂有多个设备,设备于总线以高阻的形式连接。这样在设备不占用总线时自动释放总线(放弃对总线的使用),以方便其他设备获得总线的使用权。
2、大部分单片机I/O使用时都可以设置为高阻输入,如陵阳,AVR等等。高阻输入(类似于CMOS输入阻抗)可以认为输入电阻是无穷大的,认为I/O对前级影响极小,而且不产生电流(不衰减),而且在一定程度上也增加了芯片的抗电压冲击能力。
C. "三态驱动缓冲电路" -组成原理 为了减轻总线负载,总线上的部件应通过三态驱动缓冲电路与总线连
三态驱动缓冲电路首先是一个俱备比较强驱动能力的电路,其次,它俱备一个使能端,当使能无效的时候,其输出端是高阻(HZ)状态。这样,其输出就俱备高、低、高阻三种状态。
对于总线,往往其上连接多个输入、输出端口,多输入问题不大,多输出就可能存在相互的竞争,导致逻辑混乱。
为解决多输出的竞争问题,有两个思路。其一是采用三态输出驱动,每个时刻最多只有一个输出是高或低的有效电平,其余输出全部是高阻态,这样可以避免逻辑竞争,但必须合理控制各输出驱动器的使能端;其二是采用OC门(集电极开路)或OD门(漏极开路),这两种门电路的特点是只有低电平是有效驱动,高电平需要外部上拉电阻驱动,采用这种结构的好处是不需要控制使能端,而且各输出端中的低电平输出占优势,相当于一个“与门”。
上述两种方案各有优缺点,总体来说,OC门输出的上拉电阻是个问题,阻值太大速度受影响,阻值太小驱动能力又受限制。所以,用三态门相对来说是个更好的方案。