In digital electronics three-state,

In digital electronics three-state, tri-state, or 3-state logic allows an output port to assume a high impedance state in addition to the 0 and 1 logic levels, effectively removing the output from the circuit.

This allows multiple circuits to share the same output line or lines (such as a bus which cannot listen to more than one device at a time).

Three-state outputs are implemented in many registers, bus drivers, and flip-flops in the 7400 and 4000 series as well as in other types, but also internally in many integrated circuits. Other typical uses are internal and external buses in microprocessors, computer memory, and peripherals. Many devices are controlled by an active-low input called OE (Output Enable) which dictates whether the outputs should be held in a high-impedance state or drive their respective loads (to either 0- or 1-level).

The term tri-state[1] should not be confused with ternary logic (3-value logic).
INPUT OUTPUT
A B C
0 1 0
1 1
X 0 Z (high impedance)
A tristate buffer can be thought of as a switch. If B is on, the switch is closed. If B is off, the switch is open.

Contents

1 Uses
2 Output enable vs. chip select
3 Use of pull-ups and pull-downs
4 Alternatives to a three-state bus
5 See also
6 Notes and references
7 External links

Uses

The basic concept of the third state, high impedance (Hi-Z), is to effectively remove the device's influence from the rest of the circuit. If more than one device is electrically connected to another device, putting an output into the Hi-Z state is often used to prevent short circuits, or one device driving high (logical 1) against another device driving low (logical 0).

Three-state buffers can also be used to implement efficient multiplexers, especially those with large numbers of inputs.[2]

Three-state buffers are essential to the operation of a shared electronic bus.

Three-state logic can reduce the number of wires needed to drive a set of LED's (tri-state multiplexing or Charlieplexing).
Output enable vs. chip select

Many memory devices designed to connect to a bus (such as RAM and ROM chips) have both CS (chip select) and OE (output enable) pins, which superficially appear to do the same thing. If CS is not asserted, the outputs are high impedance.

The difference lies in the time needed to output the signal. When chip select is deasserted, the chip does not operate internally, and there will be a significant delay between providing an address and receiving the data. (An advantage of course, is that the chip consumes minimal power in this case.)

When chip select is asserted, the chip internally performs the access, and only the final output drivers are disabled by deasserting output enable. This can be done while the bus is in use for other purposes, and when output enable is finally asserted, the data will appear with minimal delay. A ROM or static RAM chip with an output enable line will typically list two access times: one from chip select asserted and address valid, and a second, shorter time beginning when output enable is asserted.
Use of pull-ups and pull-downs

When outputs are tri-stated (in the Hi-Z state) their influence on the rest of the circuit is removed, and the circuit node will be "floating" if no other circuit element determines its state. Circuit designers will often use pull-up or pull-down resistors (usually within the range of 1–100 kΩ) to influence the circuit when the output is tri-stated.

The PCI local bus provides pull-up resistors, but they would require several clock cycles to pull a signal high given the bus's large distributed capacitance. To enable high-speed operation, the protocol requires that every device connecting to the bus drive the important control signals high for at least one clock cycle before going to the Hi-Z state. This way, the pull-up resistors are only responsible for maintaining the bus signals in the face of leakage current.
Alternatives to a three-state bus

The open collector input/output is a popular alternative to three-state logic. For example, the I²C bus protocol (a bi-directional communication bus protocol often used between devices) specifies the use of pull-up resistors on the two communication lines. When devices are inactive, they "release" the communication lines and tri-state their outputs, thus removing their influence on the circuit. When all the devices on the bus have "released" the communication lines, the only influence on the circuit is the pull-up resistors, which pull the lines high. When a device wants to communicate, it comes out of the Hi-Z state and drives the line low. Devices communicating using this protocol either let the line float high, or drive it low – thus preventing any bus contention situation where one device drives a line high and another low.

Early microcontrollers often have some pins that can only act as an input, other pins that can only act as a push–pull output, and a few pins that can only act as an open

Kết quả (Việt) 1:

Trong kỹ thuật số điện tử ba-tiểu bang, tri-state, hoặc 3-state logic cho phép một cổng đầu ra giả sử một nhà nước trở kháng cao ngoài các 0 và 1 cấp độ logic, có hiệu quả loại bỏ các đầu ra từ các mạch.Điều này cho phép nhiều mạch để chia sẻ cùng một sản lượng dòng hoặc dòng (chẳng hạn như một xe buýt mà không thể lắng nghe nhiều hơn một thiết bị một lúc).Kết quả đầu ra ba-nhà nước được thực hiện trong nhiều đăng ký, trình điều khiển xe buýt và dép xỏ ngón trong 7400 và 4000 series cũng như trong các loại khác, nhưng cũng trong nội bộ trong nhiều mạch tích hợp. Khác sử dụng điển hình là xe buýt bên trong và bên ngoài trong bộ vi xử lý, bộ nhớ máy tính và các thiết bị ngoại vi. Nhiều thiết bị được điều khiển bởi một đầu vào hoạt động-thấp gọi là OE (Output sử) mà chỉ ra cho dù kết quả đầu ra sẽ được tổ chức ở trạng thái cao, trở kháng hoặc lái xe tải của họ tương ứng (vào hoặc là 0 hoặc 1-cấp).Thuật ngữ trị-nhà nước [1] không nên nhầm lẫn với ternary logic (3-giá trị logic).ĐẦU VÀO ĐẦU RAA B C0 1 01 1X 0 Z (trở kháng cao)Một bộ đệm thanh có thể được dùng như một bộ chuyển mạch. Nếu B, việc chuyển đổi đóng cửa. Nếu B là tắt, chuyển đổi được mở.Nội dung 1 sử dụng 2 đầu ra sử so với chip chọn Sử dụng 3 pull-up và pull-downs 4 lựa chọn thay thế cho một chiếc xe buýt ba-nhà nước 5 Xem thêm 6 ghi chú và tham khảo 7 liên kết ngoàiSử dụngKhái niệm cơ bản của nhà nước thứ ba, trở kháng cao (Hi-Z), là để có hiệu quả loại bỏ ảnh hưởng của thiết bị từ phần còn lại của các mạch. Nếu nhiều hơn một thiết bị điện được kết nối với một thiết bị khác, đưa ra một thành bang Hi-Z thường được sử dụng để ngăn chặn ngắn mạch, hoặc một thiết bị lái xe cao (logic 1) chống lại một thiết bị lái xe thấp (logic 0).3-nhà nước bộ đệm cũng có thể được sử dụng để thực hiện multiplexers hiệu quả, đặc biệt là những người có số lượng đầu vào lớn. [2]3-nhà nước bộ đệm là rất cần thiết cho sự vận hành của một chiếc xe buýt điện tử chia sẻ.Ba-state logic có thể làm giảm số lượng dây điện cần thiết để lái xe một bộ đèn LED (tri-state ghép kênh hoặc Charlieplexing).Sản lượng sử so với chip chọnNhiều bộ nhớ thiết bị được thiết kế để kết nối với một chiếc xe buýt (chẳng hạn như bộ nhớ RAM và ROM chip) có CS (chip chọn) và chân OE (output enable), mà dường như bề ngoài làm điều tương tự. Nếu CS không khẳng định, kết quả đầu ra có trở kháng cao.Sự khác biệt nằm trong thời gian cần thiết để đầu ra tín hiệu. Khi chip chọn deasserted, chip không hoạt động trong nội bộ, và sẽ có một sự chậm trễ đáng kể giữa cung cấp địa chỉ và nhận được dữ liệu. (Một lợi thế tất nhiên, là rằng chip tiêu thụ năng lượng tối thiểu trong trường hợp này).Khi khẳng định con chip chọn chip nội bộ thực hiện việc tiếp cận, và chỉ là các trình điều khiển đầu ra cuối cùng bị vô hiệu hoá bởi deasserting sản lượng cho phép. Điều này có thể được thực hiện trong khi xe buýt sử dụng cho mục đích khác, và khi kích hoạt đầu ra cuối cùng đã được khẳng định, dữ liệu sẽ xuất hiện với tối thiểu sự chậm trễ. Một chip RAM ROM hoặc tĩnh với một sản lượng cho phép dòng thường sẽ liệt kê hai lần truy cập: một trong những cách chọn chip khẳng định, địa chỉ hợp lệ và một thời gian ngắn thứ hai bắt đầu từ khi sản lượng cho phép khẳng định.Sử dụng pull-up và pull-downsKhi đầu ra là tri đã nêu (bang Hi-Z) ảnh hưởng của họ trên phần còn lại của các mạch bị loại bỏ, và nút mạch sẽ "thả nổi" nếu không có nguyên tố mạch khác xác định tình trạng của nó. Mạch thiết kế thường sử dụng kéo lên hay kéo xuống điện trở (thường là trong vòng khoảng 1-100 kΩ) để ảnh hưởng đến các mạch khi đầu ra là tri đã nêu.PCI xe buýt địa phương cung cấp điện trở kéo lên, nhưng họ sẽ yêu cầu một vài chu kỳ đồng hồ để kéo một tín hiệu cao cho các xe buýt lớn phân phối điện dung. Để cho phép hoạt động tốc độ cao, các giao thức đòi hỏi rằng mọi thiết bị kết nối xe buýt lái xe điều khiển quan trọng tín hiệu cao cho ít nhất một đồng hồ chu kỳ trước khi đi đến trạng thái Hi-Z. Bằng cách này, điện trở kéo lên chỉ chịu trách nhiệm cho việc duy trì các tín hiệu xe buýt khi đối mặt với rò rỉ hiện tại.Lựa chọn thay thế cho một chiếc xe buýt ba-nhà nướcThu mở đầu vào/đầu ra là một lựa chọn phổ biến với ba-state logic. Ví dụ, I²C xe buýt protocol (một bi-directional xe buýt giao thức truyền thông thường được sử dụng giữa các thiết bị) chỉ định sử dụng của điện trở kéo lên trên đường dây hai thông tin. Khi thiết bị không hoạt động, họ "phát hành" đường dây thông tin và tri-nhà nước kết quả đầu ra của họ, do đó loại bỏ ảnh hưởng của họ trên các mạch. Khi tất cả các thiết bị trên xe buýt đã "phát hành" đường dây thông tin, sự ảnh hưởng duy nhất trên mạch là các điện trở kéo lên, kéo đường cao. Khi một thiết bị muốn giao tiếp, nó đi ra khỏi nhà nước Hi-Z và ổ đĩa dòng thấp. Thiết bị giao tiếp bằng cách sử dụng giao thức này để cho các phao dòng cao hoặc lái xe thấp – do đó ngăn ngừa bất kỳ tình huống ganh đua xe buýt nơi một thiết bị ổ đĩa đường cao và thấp khác.Vi điều khiển đầu thường có một số chân có thể chỉ hoạt động như một đầu vào, các mã pin chỉ có thể hoạt động như một đầu ra đẩy-kéo và một vài mã pin chỉ có thể hành động như là một mở

Kết quả (Việt) 2:

Trong điện tử kỹ thuật số ba trạng thái, tri-nhà nước, hay 3-trạng thái logic cho phép một cổng ra để thừa nhận một trạng thái trở kháng cao ngoài các mức 0 và 1 logic, hiệu quả loại bỏ các đầu ra từ mạch.

Điều này cho phép nhiều mạch để chia sẻ dòng đầu ra tương tự hoặc dòng (chẳng hạn như một chiếc xe buýt mà không thể lắng nghe nhiều hơn một thiết bị tại một thời điểm).

đầu ra Ba-nhà nước được thực hiện ở nhiều đăng ký, tài xế xe buýt, và flip-flops trong series 7400 và 4000 cũng như trong các loại khác, nhưng cũng trong nội bộ trong nhiều mạch tích hợp. Sử dụng điển hình khác là xe buýt nội bộ và bên ngoài trong bộ vi xử lý, bộ nhớ máy tính, và thiết bị ngoại vi. Nhiều thiết bị được điều khiển bởi một đầu vào hoạt động thấp gọi là OE (Output Enable) mà lệnh cho các kết quả đầu ra nên được tổ chức trong một trạng thái trở kháng cao hoặc lái xe tải của mình (hoặc là 0- hoặc 1 cấp).

Thuật ngữ tri- nhà nước [1] không nên nhầm lẫn với logic bậc ba (3 giá trị logic).
Input Output
A BC
0 1 0
1 1
X 0 Z (trở kháng cao)
một bộ đệm tristate có thể được coi như một công tắc. Nếu B là trên, công tắc đóng. Nếu B là tắt, chuyển đổi được mở.

Nội dung

1 Sử dụng
2 đầu ra cho phép so với chip chọn
3 Sử dụng kéo-up và kéo-downs
4 giải pháp thay thế xe buýt ba trạng thái
5 Xem thêm
6 Ghi chú và tham khảo
7 Liên kết ngoài

Sử dụng

Các Khái niệm cơ bản của các nước thứ ba, trở kháng cao (Hi-Z), là để loại bỏ ảnh hưởng của thiết bị với phần còn lại của mạch. Nếu có nhiều hơn một thiết bị được kết nối bằng điện với thiết bị khác, đưa sản lượng vào tình trạng Hi-Z thường được sử dụng để ngăn chặn ngắn mạch, hoặc một thiết bị lái xe cao (logic 1) đối với một thiết bị khác lái xe thấp (logic 0).

Ba đệm nhà nước cũng có thể được sử dụng để thực hiện ghép kênh hiệu quả, đặc biệt là những người có số lượng lớn các yếu tố đầu vào. [2]

bộ đệm ba trạng thái là rất cần thiết cho hoạt động của xe buýt điện tử chia sẻ.

Logic Ba nhà nước có thể làm giảm số lượng dây cần thiết để lái xe một bộ đèn LED (tri-nhà nước ghép hoặc Charlieplexing).
đầu ra cho phép so với con chip chọn

Nhiều thiết bị bộ nhớ được thiết kế để kết nối với một xe buýt (như bộ nhớ RAM và ROM chip) có cả CS (chip chọn) và OE (sản lượng cho phép) chân , mà bề ngoài xuất hiện để làm điều tương tự. Nếu CS không khẳng định, đầu ra là trở kháng cao.

Sự khác biệt nằm trong thời gian cần thiết để sản xuất các tín hiệu. Khi chip chọn được deasserted, chip không hoạt động nội bộ, và sẽ có một sự chậm trễ đáng kể giữa việc cung cấp địa chỉ và nhận dữ liệu. (Một lợi thế tất nhiên, là con chip tiêu thụ điện năng tối thiểu trong trường hợp này.)

Khi chip chọn được khẳng định, chip nội bộ thực hiện việc truy cập, và chỉ có các trình điều khiển đầu ra cuối cùng đều bị vô hiệu hóa bởi deasserting đầu ra cho phép. Điều này có thể được thực hiện trong khi xe buýt đang được sử dụng cho các mục đích khác, và khi đầu ra cho phép cuối cùng đã được khẳng định, dữ liệu sẽ xuất hiện với sự chậm trễ tối thiểu. Một ROM hoặc chip RAM tĩnh với một đầu ra cho phép dòng thường sẽ liệt kê hai lần truy cập: một từ chip chọn khẳng định và địa chỉ hợp lệ, và một giây, thời gian ngắn hơn bắt đầu từ khi sản lượng enable được khẳng định.
Sử dụng kéo-up và kéo-downs

Khi kết quả đầu ra là tri-ghi (trong trạng thái Hi-Z) ảnh hưởng của họ trên phần còn lại của mạch được lấy ra, và nút mạch sẽ được "nổi" nếu không có yếu tố mạch khác quyết định trạng thái của nó. Thiết kế mạch thường sẽ sử dụng kéo lên hoặc điện trở kéo xuống (thường là trong vòng khoảng 1-100 kΩ) gây ảnh hưởng đến các mạch khi đầu ra là tri-ghi.

Các PCI xe buýt địa phương cung cấp kéo lên điện trở, nhưng họ sẽ yêu cầu một số chu kỳ đồng hồ để kéo một cao tín hiệu cho lớn dung phân phối của xe buýt. Để kích hoạt tính năng hoạt động ở tốc độ cao, các giao thức yêu cầu mọi thiết bị kết nối với xe buýt lái xe cao các tín hiệu điều khiển quan trọng trong ít nhất một chu kỳ đồng hồ trước khi đi đến trạng thái Hi-Z. Bằng cách này, các điện trở kéo lên chỉ là trách nhiệm duy trì các tín hiệu xe buýt khi đối mặt với hiện rò rỉ.
Thay thế cho một chiếc xe buýt ba trạng thái

Các nhà sưu tập đầu vào mở / đầu ra là một lựa chọn phổ biến để logic ba trạng thái. Ví dụ, giao thức bus I ² C (một giao thức bus truyền thông hai chiều thường được sử dụng giữa các thiết bị) quy định cụ thể việc sử dụng điện trở kéo lên trên hai đường truyền. Khi các thiết bị không hoạt động, họ "phát hành" đường dây thông tin và tri-nêu kết quả đầu ra của họ, do đó loại bỏ ảnh hưởng của họ trên mạch. Khi tất cả các thiết bị trên xe buýt đã "phát hành" các tuyến giao thông, ảnh hưởng chỉ trên mạch là điện trở kéo lên, kéo đường dây cao. Khi một thiết bị muốn giao tiếp, nó đi ra khỏi trạng thái Hi-Z và ổ đĩa dòng thấp. Thiết bị giao tiếp sử dụng giao thức này hoặc là cho các dòng nổi cao, hoặc lái xe nó thấp -. Do đó ngăn ngừa bất kỳ tình huống xe buýt tranh mà một thiết bị ổ đĩa một đường cao và một thấp

vi điều khiển sớm thường có một số chân mà chỉ có thể hoạt động như một đầu vào, chân khác mà chỉ có thể hoạt động như một đầu ra kéo đẩy, và một vài chân mà chỉ có thể hoạt động như một mở