【笔记】在高电平与低电平的夹缝中生存另外一种电平

 

1. 高阻态的基本概念：高阻态是指逻辑电路或接口中的一种状态，当设备处于高阻态时，其输出引脚与信号线断开连接，表现出非常高的电阻。这种状态下，输出信号不会对其他电路产生影响，实现了信号的隔离和不干扰。2. 高阻态的作用和优势：- 总线冲突避免：在多个设备共享同一条总线进行数据传输的情况下，通过将未使用的设备的输出引脚切换到高阻态，可以避免总线冲突。例如，在I2C总线上，每个设备都有一个地址，当某个设备不需要进行数据传输时，将其输出引脚切换到高阻态，避免与其他设备的输出引脚冲突。 - 降低功耗：在低功耗应用或电池供电的设备中，将未使用的设备的输出引脚切换到高阻态可以降低功耗。因为高阻态下，输出引脚不会导通，减少了电流消耗，延长了电池寿命。- 输入输出控制：高阻态允许对设备的输入和输出状态进行控制。通过将输出引脚切换到高阻态，可以断开设备与外部电路的连接，实现对外部电路状态的控制或进行电平转换。3. 高阻态的命名和表示方法： - 逻辑门中的高阻态：在逻辑门中，常用的表示高阻态的符号为 "Z" 或 "HIZ"。例如，在三态门（Tri-state Gate）中，输出引脚在高阻态时通常被表示为 "Z"。在数电符号中，也可以使用悬空线表示高阻态。- 开漏输出中的高阻态：开漏输出器件在高阻态下只能拉低信号线，而无法主动拉高。在这种情况下，通常需要通过外部上拉电阻将信号线拉高，使其处于高电平状态。下面是一些例子，展示了高阻态在实际应用中的使用场景：1. I2C总线通信：在多个I2C设备共享同一条总线时，当某个设备不需要进行数据传输时，将其输出引脚切换到高阻态，避免与其他设备的输出引脚冲突。2. 总线驱动：在总线驱动器中，当驱动器未使能或未选择某个设备时，将其输出引脚切换到高阻态，以确保总线上的数据传输不受未使用设备的干扰。
3. 电源管理：在电池供电的设备中，将未使用的模块或外设的输出引脚切换到高阻态，降低功耗，延长电池寿命。综上所述，高阻态是一种重要的电路状态，通过切换设备的输出引脚到高阻态，可以实现信号隔离、冲突避免、功耗降低和输入输出控制。具体的应用场景和方式根据不同的电路设计和需求而异。