三态模塊英文解釋翻譯、三态模塊的近義詞、反義詞、例句
英語翻譯:
【計】 three-state module
分詞翻譯:
三态的英語翻譯:
【計】 tristate
【化】 triplet
模塊的英語翻譯:
【計】 module
【化】 module
專業解析
三态模塊(Three-State Module),在電子工程(尤其是數字電路設計)中是一個核心概念,其英文直譯即為“Three-State Module”。它指的是一種具有三種可能輸出狀态的數字邏輯模塊或器件。這三種狀态分别是:
- 高電平(High/Logic 1):代表邏輯“真”或二進制“1”的電壓電平(通常接近電源電壓Vcc)。
- 低電平(Low/Logic 0):代表邏輯“假”或二進制“0”的電壓電平(通常接近地電平GND)。
- 高阻抗狀态(High-Impedance State / Hi-Z / Z):這是三态模塊區别于普通兩态(高/低)邏輯門的關鍵特性。在此狀态下,模塊的輸出端等效于與電路斷開連接,呈現極高的電阻,對與其連接的總線或線路幾乎沒有電流流入或流出,即不驅動總線電平。
核心功能與工作原理:
三态模塊的核心價值在于其高阻抗(Hi-Z)狀态。這個狀态使得多個模塊的輸出可以安全地連接到同一根共享的信號線(總線)上,而不會因為多個輸出同時試圖驅動總線到不同的電平(例如一個驅動高,一個驅動低)而導緻沖突(短路或邏輯錯誤)。
- 使能控制(Enable Control):三态模塊通常有一個額外的控制引腳(通常稱為“輸出使能” - Output Enable, OE 或簡稱為 Enable)。當該控制信號有效(例如為高電平或低電平,取決于具體器件設計)時,模塊的輸出根據其數據輸入表現為正常的邏輯高或低電平。當控制信號無效時,模塊的輸出進入高阻抗狀态。
- 總線共享(Bus Sharing):在計算機系統、微控制器、内存接口等應用中,數據總線、地址總線通常是共享資源。多個設備(如CPU、内存芯片、外設控制器)需要通過同一組總線進行通信。三态模塊使得這些設備可以在不被選中(其輸出使能無效)時将其輸出置于高阻态,從而“讓出”總線,避免沖突。隻有當前被選中的設備才會驅動總線。
應用場景:
三态模塊(或稱為三态緩沖器、三态驅動器)廣泛應用于需要多設備共享單一通信通道的場合,例如:
- 微處理器/微控制器系統總線:連接CPU、存儲器(RAM, ROM)、I/O接口芯片等。
- 内存子系統:如SDRAM接口,多個内存芯片共享數據總線。
- 并行通信接口。
- 可編程邏輯器件(PLD, FPGA) 内部或與外部器件的連接。
權威定義參考:
- IEEE Standard for Terminology and Test Methods for Analog-to-Digital Converters (IEEE Std 1241-2010): 雖然主要針對ADC,但該标準及其相關衍生文檔在定義數字接口特性(包括三态行為)時具有權威性。它強調了數字輸出端口可能包含三态能力以實現總線共享。 (來源:IEEE Xplore Digital Library)
- The Art of Electronics (Paul Horowitz, Winfield Hill): 這本被廣泛認可的電子學經典教材在讨論數字邏輯和接口設計時,詳細解釋了“三态輸出(tri-state output)”的概念、工作原理及其在總線系統中的應用,是理解該概念的權威實踐指南。 (來源:Cambridge University Press)
- Digital Design: Principles and Practices (John F. Wakerly): 作為數字電路設計的标準教材,該書對三态邏輯(Tri-State Logic)有清晰的定義和深入的讨論,包括其符號、真值表、時序以及在總線設計中的關鍵作用。 (來源:Pearson Education)
從漢英詞典角度看,“三态模塊”即“Three-State Module”,特指一種具備高電平、低電平和高阻抗(Hi-Z)三種輸出狀态的數字邏輯器件。其核心價值在于高阻抗狀态,使得多個模塊可以安全地共享同一總線資源,是現代數字系統(如計算機、嵌入式系統)實現高效、無沖突通信的基礎構件。其工作原理依賴于輸出使能信號的控制。
網絡擴展解釋
三态模塊是數字電路設計中的關鍵概念,主要應用于總線系統中實現多設備共享信號線而不沖突。其核心特點在于輸出端可呈現三種狀态:
-
高電平狀态(邏輯1)
輸出端與電源電壓連通,表現為高電位,對應二進制邏輯中的"1"狀态。
-
低電平狀态(邏輯0)
輸出端與地線連通,表現為低電位,對應二進制邏輯中的"0"狀态。
-
高阻态(Z狀态)
輸出端呈現高阻抗,此時電路等效于斷開狀态,既不能輸出電流也無法吸收電流。這種狀态通過關閉MOSFET等開關器件實現,是總線分時複用的關鍵技術。
應用原理:
當多個設備共享總線時,通過使能信號(EN)控制三态模塊的工作狀态。例如在微處理器系統中,僅當前被選中的設備使能信號有效,其輸出驅動總線,其他設備均保持高阻态,從而避免信號沖突。
設計實現:
典型的三态緩沖器電路結構包含:
- 數據輸入端
- 輸出使能控制端
- 由MOSFET組成的開關陣列
當使能端無效時,上下兩個MOSFET同時關斷,形成高阻狀态。這種設計常見于現代集成電路的I/O端口設計。
分類
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