Шинный формирователь. 
Цифровые устройства и микропроцессоры

Вспомним базовый элемент транзисторно-транзисторной логики (ТТЛ) (рис. 3.26).

Рис. 3.26. Схема базового элемента ТТЛ

Эта схема выполняет операцию ЗИ-НЕ (операцию Шеффера). Когда сигнал на любом из входов Х_{, Х₂ или Х₃ равен нулю, то VT_X открыт, VT₂ закрыт, VT₄ закрыт. VT₃ открыт, и на выходе будет единица. Если на входах все единицы или ничего не подано, то ток базы VTj течет в базу VT₂, открывает его и насыщает, VT_A открыт и насыщен, VT₃ закрыт. Таким образом, выходная шина подключается то к плюсу источника Е_к, то к его минусу, и потенциал на ней либо ноль, либо единица.

Изменим схему. Добавим диод VD и еще один эмиттер э4 в транзисторе VTj, вход обозначим Е_г. Если на вход E_z ничего не подавать, что эквивалентно подаче единицы, то он не влияет на работу логического элемента. Если на вход Е₂ подать ноль, т. е. заземлить его, то транзистор VT_] будет открыт, но эмиттеру э₄, при этом будут заперты VT₂ и VT_A, потенциал базы VT₃ также будет равен нулю, поэтому VT₃ также будет заперт, т. е. выходная шина логического элемента будет оторвана от плюса и от минуса источника. Она находится в так называемом высокоимпедансном (третьем) состоянии, или Z-состоянии.

Элементы с тремя состояниями обозначают треугольником (рис. 3.27).

Рис. 3.27. Элемент с тремя состояниями.

Тристабильные элементы можно соединять параллельно по выходу, как показано на рис. 3.28.

Рис. 3.28. Включение тристабильных элементов

Элементы с Z-состоянием используются для двунаправленной передачи данных (рис. 3.29).

Рис. 3.29. Двунаправленная передача данных

Они выполняют функцию буферизации сигнала, т. е. усиления его по мощности, поэтому их иногда называют «магистральные усилители» или «шинные формирователи».

Рассмотрим функциональную схему шинного формирователя К580ВА86. Это восьмиразрядная интегральная схема средней степени интеграции, выполненная по ТТЛ-технологии (рис. 3.30).

Рис. 330. Шинный формирователь Вход В К — выбор кристалла. Когда сигнал В К = 1, все элементы находятся в третьем состоянии. Шина А отключена от шины В. Если сигнал В К = 0, то при Т = 1 — направление передачи информации от Л к В, а при Т = 0 — от В к А.

С помощью таких формирователей к одной обшей шине можно поочередно подключать множество различных устройств, что и используется в микропроцессорах и различных системах.

Контрольные вопросы

• 1. Что такое шифратор и дешифратор?
• 2. Что такое мультиплексор и демультиплексор?
• 3. Что такое сумматор?
• 4. Как работает шинный формирователь?