双向总线缓冲器对方向(DIR)、总线和其它信号的时序有何限制?

This device can easily achieve bidirectional switching, but care must be taken for bus buffer output conflicts and input floating.

下图显示了双向总线缓冲器的等效电路及其真值表。

双向总线缓冲器的等效电路
Table-1 Truth table of Bi-directional bus buffer (74VHC245)

Table-1 Truth table of Bi-directional bus buffer (74VHC245)

真值表

输入

功能

/G

DIR

A总线

B总线

L

L

输出

输入

L

H

输入

输出

H

X

高阻抗(Z)

X:忽略

尽管该总线缓冲器允许轻松实现信号方向的切换,但仍需考虑以下几点:

1.确保总线缓冲器的输出在DIR改变状态时不会与其它缓冲器的输出发生冲突。
→冲突不仅会导致异常输出情况,还会导致电流过大,从而可能会损坏这些器件。
2.确保输入不悬空,即不要开路状态,也不为高阻态)。
→悬空输入很容易受到电磁敏感性(EMS)的影响,并可能导致异常输出情况或输出振荡,因为寄生电容会被漏电流充电。

因此,在使用/G引脚时,需将所有I/O引脚上拉至VCC或下拉至GND。当/G引脚固定为低电平时,需将未使用的I/O引脚上拉至VCC或下拉至GND。
下面使用下图所示电路和时序图来描述对时序的要求。
A总线和B总线之间连接了一个双向总线缓冲器。在初始状态下,A引脚为输入端,B引脚为输出端。因此,信号从A总线传输至B总线。此时,缓冲器Y为禁用状态(即不提供输出)。

双向总线缓冲器

1.将/G引脚设为高电平,以禁用双向总线缓冲器。禁用总线缓冲区需经过一段时间tpLZ。随后,A引脚和B引脚均呈现高阻态。因此,有必要将上拉电阻(Rpullup1和Rpullup2)连接至这些引脚,以稳定其电位。具有总线保持功能的总线缓冲器无需任何上拉电阻器。
2.信号方向改变后输出发生冲突。因此,在禁用总线缓冲器的同时,禁用缓冲器X的输出并启用缓冲器Y的输出。此外,在此期间将方向引脚(DIR)从低电平设为高电平。
3.将/G引脚设为低电平,以启用总线缓冲器。

当DIR引脚改变状态(从低电平变为高电平,或从高电平变为低电平)并且使能引脚(/G或/OE)改变状态时,内部电路会改变其模式。在此期间,输出值不确定,即无法确定输出为高电平、低电平还是介于高电平与低电平之间。请在设计时考虑到这一点,因为这些时间段内的输出值无法得到保证。

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