¿Qué es un autobús de tres estados?

En una computadora o en una red de dispositivos digitales, un bus es una ruta de transmisión, en la cual las señales se dejan caer desde la salida de algunos de los dispositivos y son recogidas por algunos de los dispositivos conectados a las líneas del bus.

Si solo hay un dispositivo que proporciona una señal digital desde su o / p, las cosas son más simples. Pero cuando hay dos o más dispositivos que proporcionan señales, es necesario asegurarse de que dos o más dispositivos no proporcionen señales de salida simultáneamente. Por lo tanto, los dispositivos que se utilizarán en dicha disposición tienen tres salidas de estado: (1) valor de señal o / p = 1, (2) valor de señal o / p = 0 y (3) estado de alta impedancia. En cualquier momento, solo uno de los dispositivos puede proporcionar señal digital (el valor puede ser 1 o 0) y todos los demás dispositivos tienen alta impedancia o / p. Los dispositivos que tienen un estado de alta impedancia no influyen en el estado de las señales en el bus.

También para dispositivos de entrada, se proporciona un estado de alta impedancia cuando se supone que está conectado a un bus que contiene señales destinadas a varios dispositivos de entrada. En cualquier instante particular, el bus contiene señal para un dispositivo particular. En ese instante, ese dispositivo en particular lee el valor de la señal disponible en el bus. otros dispositivos permanecen en estado de alta impedancia. Los dispositivos en estado de alta impedancia no están influenciados por la señal en el bus.

Comprender el autobús Tri-State es muy importante para todos los estudiantes de electrónica. Comencemos por conceptos eléctricos simples.

En el siguiente diagrama, se conecta un interruptor entre la entrada (A) y la salida (Y)

Ahora pongamos el interruptor en ON y apliquemos 5V en la entrada.

Como el interruptor está encendido, la entrada va a la salida. Como la entrada es de 5 V, la salida también es de 5 V

Ahora apliquemos 0V en la entrada.

Como el interruptor está encendido y la entrada es de 0 V, la salida también es de 0 V

Ahora apaguemos el interruptor y demos la entrada como 0V o 5V y veamos cuál es la salida.

¿Cuál es la salida en ambos casos cuando el interruptor está apagado? En ambos casos, la respuesta general de las personas es “0”. Pero eso no es verdad. Hay una gran diferencia entre “Sin voltaje” y “Voltaje cero”.

Si la diferencia potencial entre cualquier punto y el punto común (tierra) es cero, entonces ese punto tiene “voltaje cero”. Si ese punto no está conectado al punto Común directamente o a través de algún componente, ese punto tiene “Sin Voltaje”.

Si conecta un suministro de 5V a un punto de 0V, habrá un cortocircuito. Pero el suministro de 5V se puede conectar al punto “Sin voltaje”. Entonces el “Punto sin voltaje se convierte en 5V.

Es como nuestra red ferroviaria. El tren puede correr en una vía, el tren puede detenerse en una vía o ningún tren en una vía. Cuando un tren se detiene en una pista, esa pista no puede ser utilizada por ningún otro tren. Pero cuando no hay un tren en una vía, esa vía puede ser utilizada por otros trenes.

En el diagrama anterior basado en qué interruptor está ENCENDIDO, la salida Y obtiene A1 o A2 o A3. La única condición es que, en un momento dado, más de un interruptor nunca debe estar ENCENDIDO.

No, reemplacemos el interruptor manual con interruptor electrónico (transistor)

En el diagrama anterior, A es una entrada de señal, Y es una salida de señal y En es una entrada de control.

Ahora creemos una tabla para mostrar varias posibilidades de las señales A, Y y En.

En la tabla anterior, la entrada “En” tiene dos estados 0 y 1. La entrada “A” tiene 2 estados 0 y 1. Pero la salida Y tiene 3 estados 0, 1 y Abierto. Este interruptor se llama interruptor “Tri-state” y la salida se llama salida Tri-state.

Dado que usamos un interruptor de transistor, debido a la deriva de electrones, una corriente muy pequeña fluirá a través del interruptor de tres estados. Además, los transistores se modelan como circuito de resistencia / condensador, el estado abierto se denomina estado de alta impedancia.

Aquí hay un símbolo para el interruptor de tres estados.

Ahora comencemos a discutir sobre BUS

Un grupo de señales / cables se llama BUS. Ahora en el siguiente diagrama tenemos 8 cables denominados D0, D1, D2, D3, D4, D5, D6 y D7.

Estos 8 cables se pueden representar de la siguiente manera.

Este bus se llama bus “D” y el ancho del bus es “8”.

Este bus se llama bus “A” y el ancho del bus es “8”

Ahora conectemos el bus A y D en un solo bus llamado AD Bus

El bus AD se llama autobús Tri-state.

Cuando AEN y DEN son Cero, el bus AD es un bus de tres estados.
Cuando AEN es 1 y DEN es 0, el bus AD está conectado a un bus A
Cuando AEN es 0 y DEN es 1, el bus AD está conectado al bus D
AEN y DEN nunca deberían ser 1. Esto es ilegal.

Estados:
1. Conduzca alto, lógica 1, 5 voltios.
2. Unidad baja, lógica 0, cero voltios.
3. No conduzca, tristate, alta impedancia, flotante.

Los buses tristados permiten que múltiples dispositivos se conecten al mismo bus. Todos necesitan un protocolo o apretón de manos o algo para que todos sepan cuándo pueden conducir el autobús. Cuando no está conduciendo, un dispositivo está tristando su conexión al bus para que no lo empujen a ningún voltaje articular. Parece que se desconectan del bus, esencialmente, pero aún pueden leer el voltaje en el bus.

Todos tristan en el reinicio. Cuando alguien necesita enviar datos, conducen 0 o 1. Como todos los demás son triestados, el autobús sigue lo que el conductor dice que haga. El destino obtiene los datos. Y cuando termina, el dispositivo que estaba enviando datos se trista y deja de conducir el autobús.

Los dos estados son bien conocidos. Cero y uno
Tri estado es cuando el circuito o / p está aislado eléctricamente. Es como si el propio cable de conexión estuviera físicamente cortado. También es un estado de alta impedancia.