我們常說(shuō)三態(tài)門(mén),那么三態(tài)門(mén)到底是什么呢?三態(tài)又指的是哪三態(tài)呢?別急,接下來(lái)我會(huì)你具體講解什么是三態(tài)門(mén),以及它的應(yīng)用電路解析。
什么是三態(tài)門(mén)?
三態(tài)門(mén),是指邏輯門(mén)的輸出除有高、低電平兩種狀態(tài)外,還有第三種狀態(tài)——高阻狀態(tài)的門(mén)電路 高阻態(tài)相當(dāng)于隔斷狀態(tài)。 三態(tài)門(mén)都有一個(gè)EN控制使能端,來(lái)控制門(mén)電路的通斷。 可以具備這三種狀態(tài)的器件就叫做三態(tài)(門(mén),總線(xiàn),。..。..)。
舉例來(lái)說(shuō):
內(nèi)存里面的一個(gè)存儲(chǔ)單元,讀寫(xiě)控制線(xiàn)處于低電位時(shí),存儲(chǔ)單元被打開(kāi),可以向里面寫(xiě)入;當(dāng)處于高電位時(shí),可以讀出,但是不讀不寫(xiě),就要用高電阻態(tài),既不是+5v,也不是0v
計(jì)算機(jī)里面用 1和0表示是,非兩種邏輯,但是,有時(shí)候,這是不夠的,
比如說(shuō),他不夠富有 但是他也不一定窮啊,她不漂亮,但也不一定丑啊,
處于這兩個(gè)極端的中間,就用那個(gè)既不是+ 也不是―的中間態(tài)表示, 叫做高阻態(tài)。
高電平,低電平可以由內(nèi)部電路拉高和拉低。而高阻態(tài)時(shí)引腳對(duì)地電阻無(wú)窮,此時(shí)讀引腳電平時(shí)可以讀到真實(shí)的電平值。
高阻態(tài)的重要作用就是I/O(輸入/輸出)口在輸入時(shí)讀入外部電平用.
1.三態(tài)門(mén)的特點(diǎn)
三態(tài)輸出門(mén)又稱(chēng)三態(tài)電路。它與一般門(mén)電路不同,它的輸出端除了出現(xiàn)高電平、低電平外,還可以出現(xiàn)第三個(gè)狀態(tài),即高阻態(tài),亦稱(chēng)禁止態(tài),但并不是3個(gè)邏輯值電路。
2. 三態(tài)邏輯與非門(mén)
三態(tài)邏輯與非門(mén)如圖Z1123所示。這個(gè)電路實(shí)際上是由兩個(gè)與非門(mén)加上一個(gè)二極管D2組成。虛線(xiàn)右半部分是一個(gè)帶有源泄放電路的與非門(mén),稱(chēng)為數(shù)據(jù)傳輸部分,T5管的uI1、uI2稱(chēng)為數(shù)據(jù)輸入端。而虛線(xiàn)左半部分是狀態(tài)控制部分,它是個(gè)非門(mén),它的輸入端C稱(chēng)為控制端,或稱(chēng)許可輸入端、使能端。
當(dāng)C端接低電平時(shí),T4輸出一個(gè)高電平給T5,使虛線(xiàn)右半部分處于工作狀態(tài),這樣,電路將按與非關(guān)系把uI1,uI2接受到的信號(hào)傳送到輸出端, 使uo或?yàn)楦唠娖?,或?yàn)榈碗娖健?/p>
當(dāng)C端接高電平時(shí),T4輸出低電平給T5,使T6、T7、T10截止。另一方面,通過(guò)D2把T8的基極電位鉗在1v左右,使T9截止。由于T9、T10均截止,從輸出端u0看進(jìn)去,電路處于高阻狀態(tài)。
三態(tài)邏輯與非門(mén)的邏輯符號(hào)如圖Z1124所示。其中(a)圖表示C端為高電平時(shí)為工作狀態(tài),稱(chēng)為高有效三態(tài)與非門(mén)。(b)圖表示C端為低電平時(shí)的工作狀態(tài),稱(chēng)為低有效三態(tài)與非門(mén)。在使用時(shí)應(yīng)注意區(qū)分。
三態(tài)與非門(mén)的最重要的用途就是可向一條導(dǎo)線(xiàn)上輪流傳送幾組不同的數(shù)據(jù)和控制信號(hào),如圖Z1125所示,這種方式在計(jì)算機(jī)中被廣泛采用。但需要指出,為了保證接在同一條總線(xiàn)上的許多三態(tài)門(mén)能正常工作,一個(gè)必要條件是,任何時(shí)間里最多只有一個(gè)門(mén)處于工作狀態(tài),否則就有可能發(fā)生幾個(gè)門(mén)同時(shí)處于工作狀態(tài),而使輸出狀態(tài)不正常的現(xiàn)象。
三態(tài)的基本輸出端有哪些?
所謂三態(tài)是指輸出端而言。普通的TTL與非門(mén)其輸出極的兩個(gè)晶體管T4、T5始終保持一個(gè)導(dǎo)通,另一個(gè)截止的推拉狀態(tài)。T4導(dǎo)通,T5截止,輸出高電平Y(jié)=1;T4截止,T5導(dǎo)通,輸出低電平,Y=0。三態(tài)門(mén)除了上述兩種狀態(tài)外,又出現(xiàn)了T4、T5同時(shí)截止的第三種狀態(tài)。因?yàn)榫w管截止時(shí)c、e之間是無(wú)窮大阻抗,輸出端Y對(duì)地、對(duì)電源(vcc)阻抗無(wú)窮大。因此這第三種狀態(tài)也稱(chēng)高阻狀態(tài)。
現(xiàn)對(duì)三種狀態(tài)進(jìn)行分析:
三態(tài)門(mén)邏輯符號(hào)如下:
常用邏輯門(mén)電路符號(hào):
與門(mén)與非門(mén)非門(mén)(反相器)
或門(mén)或非門(mén)與或非門(mén)
OC與非門(mén)三態(tài)與非門(mén)
三態(tài)門(mén)的應(yīng)用電路解析
圖1是三態(tài)輸出與非門(mén)電路的電路結(jié)構(gòu)和邏輯圖形符號(hào),與圖所示的普通TTL與非門(mén)比較,多了一個(gè)二極管D1,其中A、B是輸入端,EN時(shí)控制端,也稱(chēng)使能端。
圖1 三態(tài)輸出與非門(mén)電路
控制端EN=1時(shí),D1截止,與P端相連的T1的發(fā)射結(jié)也截止。三態(tài)門(mén)相當(dāng)于一個(gè)常用的二輸入端與非門(mén),輸出Y=,稱(chēng)為正常工作狀態(tài)。
圖2 三態(tài)輸出與非門(mén)的應(yīng)用
當(dāng)控制端EN=0時(shí),一方面使D1導(dǎo)通,UC2 = 0.7V,T4、D截止;另一方面使UB1=0.7V, T2、T3也截止。這時(shí)從輸出端Y看進(jìn)去,對(duì)地和對(duì)電源都相當(dāng)于開(kāi)路,呈現(xiàn)高阻。所以稱(chēng)這種狀態(tài)為高阻態(tài)。
這種EN=1時(shí)為正常工作狀態(tài)的三態(tài)門(mén)稱(chēng)為高電平有效的三態(tài)門(mén),邏輯圖形符號(hào)如圖1(b)所示。如果將圖1(a)中的EN端加上一個(gè)非門(mén),則使能端EN=0時(shí)為正常工作狀態(tài),EN=1時(shí)為高阻態(tài),這種三態(tài)門(mén)稱(chēng)為低電平有效的三態(tài)門(mén),邏輯圖形符號(hào)如圖1(c)所示。
三態(tài)門(mén)的一個(gè)重要應(yīng)用時(shí)可以實(shí)現(xiàn)用一跟導(dǎo)線(xiàn)輪流傳送幾個(gè)不同的數(shù)據(jù)或控制信號(hào),如圖2所示,這根導(dǎo)線(xiàn)稱(chēng)為母線(xiàn)或總線(xiàn)。只要讓各三態(tài)門(mén)的控制端輪流處于高電平,即任何時(shí)間只能有一個(gè)三態(tài)門(mén)處于工作狀態(tài),而其余三態(tài)門(mén)處于高阻狀態(tài),這樣總線(xiàn)就會(huì)輪流接受各三態(tài)門(mén)的輸出。這種用總線(xiàn)來(lái)傳送數(shù)據(jù)或者信息的方法,在計(jì)算機(jī)中被廣泛應(yīng)用。
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