BUS Alıcı-Verici / BUS Transceiver

BUS alıcı-verici, farklı cihazları her iki yönde veri paylaşan ortak bir iletişim veriyoluna bağlamak için arka arkaya üç durumlu arabellekleri kullanır.

BUS Alıcı-Verici , dijital veya analog cihazların ortak bir paylaşılan veri yoluna çift yönlü, giriş veya çıkış kontrolünü sağlamak için kullanılabilir. Tampondan farklı olarak, alıcı-vericiler, verilerin her iki yönde de akmasına izin veren çift yönlü cihazlardır.

Dijital Tampon Eğitiminde, iki veya daha fazla girişe sahip dijital mantık kapılarının aksine bir arabelleğin tersine çevirme veya karar verme yetenekleri olmadığını, bunun yerine girişiyle tam olarak eşleşen bir çıkış koşulu ürettiğini gördük. Bu nedenle bir arabellek, aşağıdaki Boole ifadesini üreten “ters çevirmeyen” bir cihazdır:   Q = A .

Solda gösterilene benzer bir Dijital Tampon , tek yönlü bir cihazdır, yani sinyal, “ A ” girişinden “ Q ” çıkışına kadar sadece bir yönde geçer .

Bu nedenle, giriş zaman, bir mantık “1” de, çıkış Q, mantıksal bir “1” olan ve giriş zaman bir mantık “0”, çıkış S örneğin CMOS 74HC4050 gibi bir pozitif mantık cihazı için mantıksal bir “0” olduğu Altıgen Tampon Kapısı.

Tamponlar, bir devrenin empedansının veya çalışmasının diğerinin empedansını veya çalışmasını etkilemesini önleyerek diğer kapıları veya devre aşamalarını birbirinden izole etmek için kullanılabilir. Ayrıca kendi başlarına, çıkış sürücü kapasiteleri (fan-out) genellikle giriş sinyali gereksinimlerinden çok daha yüksek olduğundan, arabellekler transistör anahtarları gibi yüksek akım yükleri için sürücüler olarak kullanılabilir. Örneğin, açık kollektörlü TTL 74LS07 Hex tampon/sürücü, yüksek voltajlı (30 volt) çıkışlara sahiptir.

Eşdeğer Tampon Tasarımları

Tek girişli dijital tamponun dezavantajlarından biri, Q’daki çıkışın, muhtemelen tampon çıkış terminaline bağlı herhangi bir devre veya cihazı etkileyen girişle aynı mantık seviyesinde olmasıdır. Bunun üstesinden gelmenin bir yolu, temel arabelleği, daha yaygın olarak Üç Durumlu Tampon olarak bilinen 3 Durumlu Tampon’a dönüştürmektir .

“Üç Durumlu Tampon”

Bir Üç Durumlu Tampon, bir mantık sinyalinin girişinden çıkışına geçişini kontrol etmek için kullanılabilen başka bir tampon devre türüdür. Üç durumlu arabellek, veri yolu yönelimli sistemlerde kullanılmasına izin veren harici bir “Kontrol” veya “Etkinleştir” ( EN ) sinyal girişi aracılığıyla çıkışı elektronik olarak “AÇIK” veya “KAPALI” hale getirilebilen birleşik bir cihazdır .

Adından da anlaşılacağı gibi, bir Üç Durumlu Tampon için “ Q ” daki çıktı, üç olası durumdan birini alabilir, mantık “0”, mantık “1” ve Yüksek-Z (yüksek empedans), yani açık devre, standart “0” ve “1” durumları yerine.

Tampon etkinleştirme veya kontrol sinyali, dijital sinyal içinden geçerken çıkışın ters çevrildiği ve ters çevrilmediği bir mantık “0” veya bir mantık “1” seviye sinyali olabilir. En yaygın olarak kullanılan iki üç durumlu tampon IC, TTL 74LS125 ve TTL 74LS126’dır.

Bu nedenle, üç durumlu bir arabellek iki giriş gerektirir. Biri veri girişi ( A ) ve diğeri gösterildiği gibi kontrol veya Etkinleştirme girişidir ( EN ).

Üç Durumlu Tampon Anahtarı Eşdeğeri

Üç durumlu arabellek sembolü, yukarıdaki standart arabellek sembolüne çok benzer, ancak etkinleştirme/devre dışı bırakma kontrol fonksiyonunu temsil eden ikinci bir girişin eklenmesiyle. Etkinleştirme ( EN ) girişi mantık düzeyinde “1” olduğunda (pozitif mantık için), giriş sinyalinin A’nın doğrudan Q’daki çıkışa geçmesine izin veren normal bir tampon görevi görür . Mantık “0” veya mantık “1” olsun.

Etkinleştirme girişi mantık “0”dayken, üç durumlu arabellek üçüncü durumuna etkinleştirilir ve bir açık devre koşulu oluşturarak çıkışını devre dışı bırakır veya “KAPALI” duruma getirir. Bu üçüncü koşul ne “1” (yüksek) mantığında ne de “0” (düşük) mantığında değildir, bunun yerine çok yüksek empedanslı bir çıkış durumu verir, Yüksek-Z , daha yaygın olarak şu şekilde yazılır: Hi-Z .

Bu nedenle, üç durumlu bir arabellek, “0” veya “1” olmak üzere iki mantıksal durum girişine sahiptir, ancak “0”, “1” veya “Hi-Z” olmak üzere üç farklı çıkış durumu üretebilir, bu nedenle “Tri” olarak adlandırılır. ” veya “3 durumlu” cihaz. Bu üçüncü durumun bir mantık düzeyi “0” veya “1”e eşit OLMADIĞINI, ancak çıkışının elektriksel olarak bağlantısı kesildiği için yüksek bir empedans durumu olduğunu unutmayın.

Ardından, pozitif olarak etkinleştirilmiş üç durumlu bir arabellek için şunu doğru bir şekilde belirtebiliriz:

• Etkinleştirme sinyali YÜKSEK ise, mantık “1” ise, tampon geçidin giriş sinyali doğrudan çıkışına iletilir.
• Etkinleştirme sinyali DÜŞÜK, mantık “0” ise, arabellek geçidinin çıkışı açık devre, yani yüksek empedans (Hi-Z) gibi davranır.

ve üç durumlu bir arabellek için doğruluk tablosunu şu şekilde sunabiliriz:

Aktif “YÜKSEK” Üç Durumlu Tampon

Üç durumlu Tamponlar , gösterildiği gibi TTL 74LS244 gibi dörtlü, altıgen veya sekizli tampon/sürücüler olarak entegre biçimde mevcuttur.

74LS244 Sekizli Üç Durumlu Tampon

Sekiz tamponun, birinci grubun ( A1 – A4 arası ) etkinleştirme girişi, CA tarafından kontrol edildiği ve ikinci grubun ( A5 – A8 arası ) etkinleştirme girişi, CB tarafından kontrol edildiği dörtlü iki grup halinde yapılandırıldığına dikkat edin . 74LS244, transistör yüklerini değiştirmek için gerekirse çok yüksek alıcı ve kaynak akımı özelliklerine sahiptir.

Üç Durumlu Tampon Kontrolü

Peki 3 durumlu veya üç durumlu bir tamponu ne için kullanabiliriz. Üç durumlu arabellekler, diğer tüm arabellekler Hi-Z durumlarında kalırken herhangi bir zamanda yalnızca bir üç durumlu aygıtın kablo yolunu sürmesini sağlayarak birden çok aygıtın ortak bir çıkış kablosunu veya veri yolunu paylaşmasına izin verebilir. Aşağıdaki devreyi düşünün.

Tek bir Veri Yolu üzerinde birden çok üç durumlu arabellek

Her üç durumlu arabelleğin çıkışları ortak bir kablo veriyoluna bağlanır, ancak bunların etkinleştirme girişleri bir ikili kod çözücüye bağlanır. Kod çözücü, etkinleştirme sinyali nedeniyle herhangi bir anda yalnızca bir üç durumlu arabelleğin etkin olacağını garanti eder.

Bu, etkin olmayan arabelleklerin çıkışları etkin bir şekilde kesilirken ve yüksek empedans durumundayken, aktif arabelleğin verilerinin doğrudan ortak veri yoluna geçmesine izin verir. Böylece ortak hatta hangi tamponun bağlı olduğu, dekoderlerin seçim girişlerinin ikili değerine bağlı olacaktır.

Bu nedenle, herhangi bir zamanda birden fazla üç durumlu arabellek “etkin durumda” olamaz. Yukarıdaki tek bir çıkış hattına bağlı farklı veri girişlerinin olası kombinasyonunun 4’e 1 hat çoklayıcıya benzediğini fark etmiş olabilirsiniz ve haklısınız, çoklayıcı devreler üç durumlu tamponlar kullanılarak kolayca oluşturulabilir.

Herhangi bir üç durumlu arabellek elemanı, kullanılan üç durumlu arabelleğe bağlı olarak, etkinleştirme ( EN ) girişlerini doğrudan +Vcc’ye veya toprağa bağlayarak kolayca normal bir dijital arabelleğe dönüştürülebilir . Böylece çıkış kalıcı olarak etkinleştirilir, böylece “ A ” da mevcut olan herhangi bir giriş sinyali doğrudan ara bellekten “ Q ” daki çıkışa geçecektir .

Şimdiye kadar gördük ki, bilgiyi ortak bir kablo veya veri yoluna tek yönlü bir şekilde göndermek için üç durumlu tamponları kullanabiliriz. Ancak bunları her iki yönde de veri göndermek için, yani veri göndermek ve ortak bir kablo yolundan veri almak için nasıl kullanabiliriz.

Çift Yönlü Tampon Kontrolü

Çift Yönlü Tampon veya alıcı – verici devresi denilen şeyi üretmek için Üç Durumlu Tamponları “arka arkaya” (ters paralel) bağlamak da mümkündür . Ek bir invertör kullanarak, bir üç-durumlu tampon “aktif-yüksek tampon”, diğeri ise gösterildiği gibi “aktif-düşük tampon” olarak çalışır.

Tek bir Veri Yolu üzerinde birden çok üç durumlu arabellek

Burada, iki üç durumlu arabellek , etkinleştirme kontrol girişi ile paralel olarak ancak “ A ” dan “ B ” ye ters olarak bağlanır , EN daha çok yönlü bir kontrol sinyali gibi davranır , böylece verilerin hem “dan” okunmasına hem de iletilmesine izin verir. aynı veri terminaline.

Giriş yüksek olduğunda nedenle bu basit örnekte, veri arasından geçmesine izin verilir (TR mantık “1” değerine eşittir) A için B (TR mantık “0” değerine eşittir) tamponu 1 ile ve giriş DÜŞÜK açık iken, veri geçer B için A tamponu 2 ile.

Böylece “EN” etkinleştirme girişi, bu kontrol girişinin mantık durumuna bağlı olarak verilerin her iki yönde de akmasına izin veren yön kontrolü görevi görür. Bu tür bir uygulamada, TTL 74LS245 veya ters çeviren CMOS 74ALS620 gibi çift yönlü anahtarlama özelliğine sahip üç durumlu bir tampon, Veri Yolu Alıcı- Vericisi olarak adlandırılan şeyi üretmek için kullanılabilir .

Otobüs Telsizleri

Bus alıcı-vericileri, iki nokta arasında veri akışına izin veren ve onları bus odaklı sistemlerle veya arayüz devresinin çift yönlü (giriş veya çıkış) kontrolü ile uyumlu hale getiren üç durumlu çift yönlü cihazlardır. Veri yolu alıcı-vericileri ters çeviren, TTL 74LS242 veya ters çevirmeyen TTL 74LS243 cihazları olabilir.

Bu nedenle, herhangi bir giriş/çıkış cihazını 8 bitlik bir veri yoluna arayüzlemek için 8 hatlı bir sekizlik alıcı-verici kullanabiliriz, en yaygın veri yolu alıcı-verici IC, hem veri göndermek hem de almak için kullanılan aşağıda verilen TTL 74LS245’tir.

74LS245 Otobüs Alıcı-Verici

TTL 74LS245, iki veri yolu veya giriş/çıkış cihazı arasında asenkron iki yönlü iletişim için tasarlanmış sekizli bir veri yolu alıcı-vericisidir (Verici/Alıcı). Alıcı-verici, yön kontrol (DIR) girişindeki (pim 1) mantık seviyesine bağlı olarak A terminallerinden B terminallerine veya tersine veri iletimine izin verir.

Örneğin, yön kontrol girişi “1” mantık seviyesinde YÜKSEK ise, veri terminal seti A’dan terminal seti B’ye geçecektir. Eğer yön kontrol girişi “0” mantık seviyesinde DÜŞÜK ise, veri terminal seti B’den terminal seti A’ya ters yönde geçin.

Bu nedenle, mantık seviyesi “1”de YÜKSEK tutulduğunda, çıkış çipi etkinleştirme (CE) girişi (pin 19), cihazı devre dışı bırakmak için kullanılabilir, böylece terminaller ve dolayısıyla bağlı herhangi bir veri yolu, devrede birbirinden etkin bir şekilde yalıtılır. bir Hi-Z durumu.