电子器件系列十四：缓冲器

在计算机领域，缓冲器指的是缓冲寄存器，它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。前者的作用是将外设送来的数据暂时存放，以便处理器将它取走；后者的作用是用来暂时存放处理器送往外设的数据。有了数控缓冲器，就可以使高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。由于缓冲器接在数据总线上，故必须具有三态输出功能。

比如：SN74HC244DW

为减少信息传输线的数目，大多数计算机中的信息传输线均采用总线形式，即凡要传输的同类信息都走同一组传输线，且信息是分时传送的。在计算机中一般有三组总线，即数据总线、地址总线和控制总线。为防止信息相互干扰，要求凡挂在总线上的寄存器或存储器等，它的传输端不仅能呈现0、1两个信息状态，而且还应能呈现第三种状态——高阻抗状态（又称高阻状态），即此时好像它们的输出被断开，对总线状态不起作用，此时总线可由其它器件占用。三态门即可实现上述的功能，它除具有输入输出端之外，还有一控制端，请看下图。

本文引用地址: http://www.21ic.com/app/mcu/201810/779900.htm

当控制端E=1时，输出=输入，此时总线由该器件驱动，总线上的数据由输入数据决定；

当控制端E=0时，输出端呈高阻抗状态，该器件对总线不起作用。当寄存器输出端接至三态门，再由三态门输出端与总线连接起来，就构成三态输出的级冲寄存器。如下图所示就是一个4位的三态输出缓冲寄存器。由于这里采用的是单向三态门，所以数据只能从寄存器输出到数据总线。如果要实现双向传送，则要用双向三态门。

图片1

缓冲器主要是计算机领域的称呼。具体实现上，缓冲器有用锁存器结构的电路来实现，也有用不带锁存结构的电路来实现。一般来说，当收发数据双方的工作速度匹配时，这里的缓冲器可以用不带锁存结构的电路来实现；而当收发数据双方的工作速度不匹配时，就要用带锁存结构的电路来实现了（否则会出现数据丢失）。

另外输出缓冲器还可以放大信号起到驱动的作用，也有隔离的作用，例如，拿mos电路来说，每个集成电路都有一定的驱动能力，如果一个集成电路驱动过多的芯片时，肯定会出现逻辑的错误（高电平被拉低，低电平被灌高），所以加一个缓冲器就会解决。缓冲器我的理解就好像是中转站，对信号接力传输。比如在一个小系统中，如果在他的输出信号和外部之间接一个缓冲器，那么在外部接多小的电阻（举个例子）都不会影响系统里面的逻辑。

缓冲器在数字系统中用途很多：

（1）如果器件带负载能力有限，可加一级带驱动器的缓冲器；

（2）前后级间逻辑电平不同，可用电平转换器加以匹配；

（3）逻辑极性不同或需要将单性变量转换为互补变量时，加带反相缓冲器；

（4）需要将缓变信号变为边沿陡峭信号时，加带施密特电路的缓冲器

（5）数据传输和处理中不同装置间温度和时间不同时，加一级缓冲器进行弥补等等。

http://bbs.21ic.com/blog-728916-106562.html

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