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什么叫三态门/高阻态? 及三态门的应用

什么叫态门

三态门,是指逻辑门的输出除有高、低电平两种状态外,还有第三种状态——高阻状态的门电路。高阻态相当于隔断状态(电阻很大,相当于开路)。 三态门都有一个EN控制使能端,来控制门电路的通断。 可以具备这三种状态的器件就叫做三态(门,总线,......).   
     计算机里面用1和0表示是,非两种逻辑,但是,有时候,这是不够的,   比如说,他不够富有,但是他也不一定穷啊;她不漂亮,但也不一定丑啊,处于这两个极端的中间,就用那个既不是+   也不是―的中间态表示,叫做高阻态。 高电平,低电平可以由内部电路拉高和拉低。而高阻态时引脚对地电阻无穷,此时读引脚电平时可以读到真实的电平值。高阻态的重要作用之一就是I/O(输入/输出)口在输入时读入外部电平用。


     高阻态相当于该门和它连接的电路处于断开的状态。(因为实际电路中你不可能去断开它,所以设置这样一个状态使它处于断开状态)。三态门是一种扩展逻辑功能的输出级,也是一种控制开关。主要是用于总线的连接,因为总线只允许同时只有一个使用者。通常在数据总线上接有多个器件,每个器件通过OE/CE之类的信号选通。如器件没有选通的话它就处于高阻态,相当于没有接在总线上,不影响其它器件的工作。
    如果你的设备端口要挂在一个总线上,必须通过三态缓冲器。因为在一个总线上同时只能有一个端口作输出,这时其他端口必须在高阻态,同时可以输入这个输出端口的数据。所以你还需要有总线控制管理, 访问到哪个端口,那个端口的三态缓冲器才可以转入输出状态,这是典型的三态门应用。 如果在线上没有两个以上的输出设备, 当然用不到三态门,而线或逻辑又另当别论了。

三态与非门结构
    三态与非门的输出除了具有一般与非门的两种状态,即输出电阻较小的高、低电平状态外,还具有高输出电阻的第三状态,称为高阻态,又称为禁止态。
    一个简单的TSL门的电路如图4.4.8(A)所示,图(B)是它的逻辑符号。其中CS为片选信号输入端,AB为数据输入端。
    

图4.4.8三态与非门电路(A)电路图(B)逻辑符号 
    当CS=1时,TSL门电路中的T5处于倒置放大状态,T6饱和,T7截止,即其集电极相当于开路。此时输出与输入的逻辑关系与一般与非门相同。这种状态成为TSL的工作状态。但当CS=0时,T7导通,使T4的基极钳制于低电平。同时由于低电平的信号送到T1的输入端,迫使T2T3截止。这样T3T4均截止,门的输出端L出现开路,既不是低电平,又不是高电平,这就是第三工作状态。这样,当CS为高电平时,TSL门的输出信号送到总线,而当CS为低电平,门的输出与数据总线断开,此时数据总线的状态由其他门电路的输出所决定。 
  
什么叫高阻态
      高阻态这是一个数字电路里常见的述语,指的是电路的一种输出状态,既不是高电平也不是低电平,如果高阻态再输入下一级电路的话,对下级电路无任何影响,和没接一样,如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平,随它后面接的东西定 。

高阻态的实质:电路分析时高阻态可做开路理解。你可以把它看作输出(输入)电阻非常大。他的极限可以认为悬空。也就是说理论上高阻态不是悬空,它是对地或对电源电阻极大的状态。而实际应用上与引脚的悬空几是一样的。
      (当门电路的输出上拉管导通而下拉管截止时,输出为高电平;反之就是低电平;如上拉管和下拉管都截止时,输出端就相当于浮空(没有电流流动),其电平随外部电平高低而定,即该门电路放弃对输出端电路的控制 )

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。

时间: 2024-10-10 17:47:38

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