輸入輸出擴展電路英文解釋翻譯、輸入輸出擴展電路的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 input/output expander

分詞翻譯：

輸入輸出的英語翻譯：

【計】 I/O; in-out; input/output; IO

擴展的英語翻譯：

enlarge; expand; extend; ream; spread
【計】 extend; spread-out
【化】 expansion
【醫】 extend

電路的英語翻譯：

circuit; circuitry
【計】 electrocircuit
【化】 circuit; electric circuit
【醫】 circuit

專業解析

在電子工程領域，"輸入輸出擴展電路"（Input/Output Expansion Circuit）指為微控制器、PLC或嵌入式系統增加額外I/O接口的硬件模塊。其核心功能是突破主控芯片原生I/O引腳數量的限制，實現與更多外部設備的數據交互。以下是技術解析：

一、術語定義與功能

漢英對照
輸入輸出 (Shūrù Shūchū) → Input/Output (I/O)

擴展電路 (Kuòzhǎn Diànlù) → Expansion Circuit

組合釋義：通過專用電路擴展系統I/O通道的硬件方案。
核心功能
采用多路複用（Multiplexing）或串行轉并行（如SPI/I²C）技術，将有限引腳擴展為多路獨立I/O。例如：

使用74HC595移位寄存器實現8路輸出擴展，通過3個控制引腳驅動8個LED（來源：《數字設計原理與實踐》John F. Wakerly）。

二、技術實現原理

并行擴展
通過地址譯碼器（如74HC138）和鎖存器（如74HC373）訪問擴展I/O端口，映射到主控器的内存地址空間（來源：《微機原理與接口技術》周荷琴）。
串行擴展
基于SPI/I²C總線連接I/O擴展芯片（如MCP23017），單組總線可控制16路可編程I/O（來源：Microchip MCP23017數據手冊）。
FPGA/CPLD擴展
可編程邏輯器件可定制高密度I/O擴展，支持自定義時序邏輯（來源：《FPGA原理與應用》褚振勇）。

三、典型應用場景

工業控制
PLC模塊通過I/O擴展連接傳感器群（溫度/壓力）和執行器（繼電器/電機）。

嵌入式開發
樹莓派通過GPIO擴展闆驅動多路外圍設備（來源：Raspberry Pi GPIO擴展方案）。

通信接口轉換
将UART信號擴展為多路RS-485總線（如MAX485芯片應用）。

四、設計關鍵參數

參數	影響維度	典型值示例
擴展通道數	系統可連接設備上限	8/16/32路
數據傳輸速率	實時性要求	SPI: 10MHz@5V
電氣隔離	抗幹擾能力	2500Vrms光耦隔離
功耗	能效與散熱設計	<1mA/通道@待機

權威參考來源：

IEEE論文《I/O Expansion Techniques for Embedded Systems》
清華大學出版社《嵌入式系統接口設計》
Texas Instruments應用報告《Designing With I/O Expansion》

網絡擴展解釋

輸入輸出擴展電路是微控制器或單片機系統中用于增加輸入/輸出（I/O）端口數量的外設擴展方案，主要用于解決内置I/O資源不足的問題。以下是詳細解釋：

1.基本定義

輸入輸出擴展電路通過外部芯片（如鎖存器、緩沖器等）擴展系統的數據輸入和輸出能力。例如，當單片機需要連接更多傳感器或執行器時，可通過此類電路增加接口數量。

2.核心組成

輸入擴展：通常使用緩沖器（如74LS244），其作用是将外部設備的數據單向傳輸到CPU。特點是僅在選通信號有效時，輸入數據才會進入總線。
輸出擴展：采用鎖存器（如74LS273、74LS377），其功能是鎖存CPU發送的數據并保持輸出穩定。例如，74LS377在時鐘信號上升沿觸發時鎖存數據，确保輸出端不受後續數據總線變化影響。

3.工作原理

輸入電路：當外部設備數據準備好後，CPU發送選通信號（如CS244），此時緩沖器導通，數據通過總線進入系統。
輸出電路：CPU通過寫信號（如WR）觸發鎖存器的時鐘端，将總線上的數據鎖存到輸出端口，并保持到下一次更新。

4.應用場景

適用于需要連接大量外設的單片機系統，如工業控制設備、儀器儀表等。
例如，通過74LS244擴展8路輸入接口讀取傳感器信號，通過74LS273擴展8路輸出接口控制LED或繼電器。

5.芯片選型

TTL系列芯片（如74LS、74S等）是常用選擇，需根據速度、功耗需求選擇型號。例如，74LS系列功耗較低，適合一般場景；74S系列速度更快但功耗較高。

輸入輸出擴展電路通過緩沖器和鎖存器實現數據穩定傳輸，解決了I/O資源不足的問題，是嵌入式系統設計中的基礎模塊。實際應用中需結合具體需求選擇芯片類型和接口數量。