数电：超级详解三态门，讲解74LS244DW芯片
数电：超级详解三态门，讲解74LS244DW芯片
三态门是计算机组成中一种特殊的电路结构，它允许逻辑门的输出具有三种不同的状态：逻辑“0”，逻辑“1”，以及高阻态。这种特性使得三态门在总线结构和双向数据传输中发挥着重要作用。本文将详细介绍三态门的工作原理，并通过74LS244DW芯片的实际应用来加深理解。
三态门
定义
三态门，也称为三态输出电路或三态门电路，是计算机组成中一种特殊的电路结构。它允许逻辑门的输出具有三种不同的状态：逻辑“0”，逻辑“1”，以及高阻态。（“0”“1”指多少需要结合自己的实际电路）
作用
- 实现总线结构：在总线连接中，多个设备可以连接到同一条数据总线上，但只有一个设备在特定时间内是有效的。通过使用三态门，非活动的设备可以处于高阻态，从而不会对总线上的其他设备产生影响。（非常重要）
- 实现双向数据传输：三态门可以用于实现双向数据传输，允许数据在两个方向上进行传输，同时确保在任一时刻只有一个方向的数据是有效的。（这一条是对第一条作用的拓展，因为它可以使非活动设备处于高阻态！）
原理
三态门通常包含一个使能控制端（EN），用于控制门电路的通断。当使能控制端为高电平时，门电路导通，三态门电路呈现正常的“0”或“1”输出；当使能控制端为低电平时，门电路断开，三态门电路给出高阻状态的输出。
分析此图：我们便可以知道当E为逻辑“0”时，经过反向器变为逻辑“1”。传入EN，所以EN（使能控制端）为高电平时，门电路导通。相反当使能控制端为低电平时，门电路关闭，输出高阻态Z。
所以看下图
E | EN | A | Z |
|---|---|---|---|
0 | 1 | 1 | 1 |
0 | 1 | 0 | 0 |
1 | 0 | 1 | 高阻态 |
1 | 0 | 0 | 高阻态 |
高阻态意义
高阻态是三态门的一个重要特性。在高阻态下，逻辑门的输出电阻非常大，相当于开路状态。此时，逻辑门与系统的其他部分相隔离，不会对外部电路产生影响。高阻态的实质是电路分析时高阻态可做开路理解，可以看作输出（输入）电阻非常大，极限情况可以认为悬空。
74LS244DW
封装
这里的1G就是指EN，但需要注意的是，在1G前有一个反向器！
我们不难看出它有四个三态门组成，并且与输入端一一对应。
电路模拟
我们提供一个稳定的12V电压进入A1端口，一个脉冲源来控制EN。那么这个脉冲长什么样子呢（这里我不描述是考虑到一些小伙伴不懂），我们直接展示！
认识脉冲信号
我们发现，14.994-4.848=10 且一半为5，初始值为10，脉冲后的脉冲值为-10。这样就解释了图中10V -10V 5ms 10ms代表什么。
模拟结果
首先要知道什么颜色的线代表的波就是什么颜色。
绿色=输入A1的直流电源
黄色=即将进入EN的脉冲电源
红色=Y1输出的逻辑信号
太清晰了，当我们的黄色（脉冲电源）为低电平时，经过反向器，使进入EN端成为高电平，使能三态门，Y1的值由（绿色）A1的高低电平来决定，由于为高电平，所以Y1输出高电平。
同理，当黄色为高电平时，经过反向器，EN端成为低电平，三态门输出高阻态，由于上文提及，高阻态即使输出一个很大的电阻，所以输出的电压被高阻态分走，使得输出电压很小（接近0V）。