三态模块英文解释翻译、三态模块的近义词、反义词、例句
英语翻译:
【计】 three-state module
分词翻译:
三态的英语翻译:
【计】 tristate
【化】 triplet
模块的英语翻译:
【计】 module
【化】 module
专业解析
三态模块(Three-State Module),在电子工程(尤其是数字电路设计)中是一个核心概念,其英文直译即为“Three-State Module”。它指的是一种具有三种可能输出状态的数字逻辑模块或器件。这三种状态分别是:
- 高电平(High/Logic 1):代表逻辑“真”或二进制“1”的电压电平(通常接近电源电压Vcc)。
- 低电平(Low/Logic 0):代表逻辑“假”或二进制“0”的电压电平(通常接近地电平GND)。
- 高阻抗状态(High-Impedance State / Hi-Z / Z):这是三态模块区别于普通两态(高/低)逻辑门的关键特性。在此状态下,模块的输出端等效于与电路断开连接,呈现极高的电阻,对与其连接的总线或线路几乎没有电流流入或流出,即不驱动总线电平。
核心功能与工作原理:
三态模块的核心价值在于其高阻抗(Hi-Z)状态。这个状态使得多个模块的输出可以安全地连接到同一根共享的信号线(总线)上,而不会因为多个输出同时试图驱动总线到不同的电平(例如一个驱动高,一个驱动低)而导致冲突(短路或逻辑错误)。
- 使能控制(Enable Control):三态模块通常有一个额外的控制引脚(通常称为“输出使能” - Output Enable, OE 或简称为 Enable)。当该控制信号有效(例如为高电平或低电平,取决于具体器件设计)时,模块的输出根据其数据输入表现为正常的逻辑高或低电平。当控制信号无效时,模块的输出进入高阻抗状态。
- 总线共享(Bus Sharing):在计算机系统、微控制器、内存接口等应用中,数据总线、地址总线通常是共享资源。多个设备(如CPU、内存芯片、外设控制器)需要通过同一组总线进行通信。三态模块使得这些设备可以在不被选中(其输出使能无效)时将其输出置于高阻态,从而“让出”总线,避免冲突。只有当前被选中的设备才会驱动总线。
应用场景:
三态模块(或称为三态缓冲器、三态驱动器)广泛应用于需要多设备共享单一通信通道的场合,例如:
- 微处理器/微控制器系统总线:连接CPU、存储器(RAM, ROM)、I/O接口芯片等。
- 内存子系统:如SDRAM接口,多个内存芯片共享数据总线。
- 并行通信接口。
- 可编程逻辑器件(PLD, FPGA) 内部或与外部器件的连接。
权威定义参考:
- IEEE Standard for Terminology and Test Methods for Analog-to-Digital Converters (IEEE Std 1241-2010): 虽然主要针对ADC,但该标准及其相关衍生文档在定义数字接口特性(包括三态行为)时具有权威性。它强调了数字输出端口可能包含三态能力以实现总线共享。 (来源:IEEE Xplore Digital Library)
- The Art of Electronics (Paul Horowitz, Winfield Hill): 这本被广泛认可的电子学经典教材在讨论数字逻辑和接口设计时,详细解释了“三态输出(tri-state output)”的概念、工作原理及其在总线系统中的应用,是理解该概念的权威实践指南。 (来源:Cambridge University Press)
- Digital Design: Principles and Practices (John F. Wakerly): 作为数字电路设计的标准教材,该书对三态逻辑(Tri-State Logic)有清晰的定义和深入的讨论,包括其符号、真值表、时序以及在总线设计中的关键作用。 (来源:Pearson Education)
从汉英词典角度看,“三态模块”即“Three-State Module”,特指一种具备高电平、低电平和高阻抗(Hi-Z)三种输出状态的数字逻辑器件。其核心价值在于高阻抗状态,使得多个模块可以安全地共享同一总线资源,是现代数字系统(如计算机、嵌入式系统)实现高效、无冲突通信的基础构件。其工作原理依赖于输出使能信号的控制。
网络扩展解释
三态模块是数字电路设计中的关键概念,主要应用于总线系统中实现多设备共享信号线而不冲突。其核心特点在于输出端可呈现三种状态:
-
高电平状态(逻辑1)
输出端与电源电压连通,表现为高电位,对应二进制逻辑中的"1"状态。
-
低电平状态(逻辑0)
输出端与地线连通,表现为低电位,对应二进制逻辑中的"0"状态。
-
高阻态(Z状态)
输出端呈现高阻抗,此时电路等效于断开状态,既不能输出电流也无法吸收电流。这种状态通过关闭MOSFET等开关器件实现,是总线分时复用的关键技术。
应用原理:
当多个设备共享总线时,通过使能信号(EN)控制三态模块的工作状态。例如在微处理器系统中,仅当前被选中的设备使能信号有效,其输出驱动总线,其他设备均保持高阻态,从而避免信号冲突。
设计实现:
典型的三态缓冲器电路结构包含:
- 数据输入端
- 输出使能控制端
- 由MOSFET组成的开关阵列
当使能端无效时,上下两个MOSFET同时关断,形成高阻状态。这种设计常见于现代集成电路的I/O端口设计。
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