三態(tài)緩沖器工作原理

三態(tài)緩沖器（Three-state buffer），又稱(chēng)為三態(tài)門(mén)、三態(tài)驅(qū)動(dòng)器，其三態(tài)輸出受到使能輸出端的控制，當(dāng)使能輸出有效時(shí)，器件實(shí)現(xiàn)正常邏輯狀態(tài)輸出（邏輯0、邏輯1），當(dāng)使能輸入無(wú)效時(shí)，輸出處于高阻狀態(tài)，即等效于與所連的電路斷開(kāi)。

緩沖器是數(shù)字元件的其中一種，它對(duì)輸入值不執(zhí)行任何運(yùn)算，其輸出值和輸入值一樣，但它在計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)中有著重要作用。

緩沖器分為兩種，常用緩沖器（常規(guī)緩沖器）和三態(tài)緩沖器。常規(guī)緩沖器總是將值直接輸出，用于將電流輸出到高一級(jí)電路系統(tǒng)。三態(tài)緩沖器除了常規(guī)緩沖器的功能外，還有一個(gè)選項(xiàng)卡通輸入端，用E表示。當(dāng)E=0和E=1時(shí)有不同的輸出值。

緩沖器又可以分為輸入緩沖器和輸出緩沖器兩種。前者的作用是將外設(shè)送來(lái)的數(shù)據(jù)暫時(shí)存放，以便處理器將它取走；后者的作用是用來(lái)暫時(shí)存放處理器送往外設(shè)的數(shù)據(jù)。有了數(shù)控緩沖器，就可以使高速工作的CPU與慢速工作的外設(shè)起協(xié)調(diào)和緩沖作用，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的同步。由于緩沖器接在數(shù)據(jù)總線上，故必須具有三態(tài)輸出功能。

當(dāng)E=1時(shí)，選通，其輸入直接送到輸出；

若E=0，緩沖器被阻止，無(wú)論輸入什么值，輸出的總是高阻態(tài)，用Z表示。高阻態(tài)能使電流降到足夠低，以致于類(lèi)似緩沖器的輸出沒(méi)有與任何東東相連。

為減少信息傳輸線的數(shù)目，大多數(shù)計(jì)算機(jī)中的信息傳輸線均采用總線形式，即凡要傳輸?shù)耐?lèi)信息都走同一組傳輸線，且信息是分時(shí)傳送的。在計(jì)算機(jī)中一般有三組總線，即數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。為防止信息相互干擾，要求凡掛在總線上的寄存器或存儲(chǔ)器等，它的傳輸端不僅能呈現(xiàn)0、1兩個(gè)信息狀態(tài)，而且還應(yīng)能呈現(xiàn)第三種狀態(tài)——高阻抗?fàn)顟B(tài)（又稱(chēng)高阻狀態(tài)），即此時(shí)好像它們的輸出被斷開(kāi)，對(duì)總線狀態(tài)不起作用，此時(shí)總線可由其它器件占用。即可實(shí)現(xiàn)上述的功能，它除具有輸入輸出端之外，還有一控制端，請(qǐng)看下圖。

當(dāng)控制端E=1時(shí)，輸出=輸入，此時(shí)總線由該器件驅(qū)動(dòng)，總線上的數(shù)據(jù)由輸入數(shù)據(jù)決定；

當(dāng)控制端E=0時(shí)，輸出端呈高阻抗?fàn)顟B(tài)，該器件對(duì)總線不起作用。當(dāng)寄存器輸出端接至三態(tài)門(mén)，再由三態(tài)門(mén)輸出端與總線連接起來(lái)，就構(gòu)成三態(tài)輸出的級(jí)沖寄存器。如下圖所示就是一個(gè)4位的三態(tài)輸出緩沖寄存器。由于這里采用的是單向三態(tài)門(mén)，所以數(shù)據(jù)只能從寄存器輸出到數(shù)據(jù)總線。如果要實(shí)現(xiàn)雙向傳送，則要用雙向三態(tài)門(mén)。