Hi-Z(高阻态)

本文介绍了数字电路中的高阻态概念,解释了其在电路分析中的意义,并探讨了在32位MCU初始化过程中的GPIO配置方式,包括输出开漏、输出推挽及输入高阻等模式。

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  高阻态:
  数字电路常见术语,指的是电路的一种输入状态,既不是高电平也不是低电平,如果高阻态再输入下一级电路的话,对下级电路无任何影响,和没接一样,如果用万用表测的话有可能是高电平也有可能是低电平,随它后面接的东西定 。
  高阻态的实质电路分析时高阻态可做开路理解。
  你可以把它看作输出(输入)电阻非常大。
  他的极限可以认为悬空。
  也就是说理论上高阻态不是悬空,它是对地或对电源电阻极大的状态。
  而实际应用上与引脚的悬空几是一样的。

  在常见的32位MCU初始化过程中,GPIO口一般都需要设置其初始状态,常见的有:输出开漏,输出推挽,输入高阻三种模式。在某些高级MCU中,其GPIO还可以设置成可选复用功能。但是,一般情况下,输入状态都需要设置成高阻加上拉或者下拉的模式。如果外部输入提供逻辑电平的话,则可以只设置成高阻,而不必使能上拉电阻或者下拉电阻。

原文地址:http://china.maximintegrated.com/glossary/definitions.mvp/term/hi-Z/gpk/1024

<think>好的,用户想了解的概念及其应用场景,还有在电路或数字逻辑中的作用。首先,我需要回忆的基本定义,确保自己理解正确。通常指的是电路中的某个输出端处于抗状,这时该端口既不输出电平也不输出低电平,相当于与电路断开连接。这和三门的概念相关,因为三门除了电平和低电平外,还有。 接下来,用户可能想知道为什么需要。这里需要联系实际应用,比如总线结构。在多个设备共享同一条总线时,如果所有设备都直接连接到总线上,可能会发生信号冲突。使用可以让不活动的设备断开与总线的连接,避免干扰。例如,内存模块或处理器之间的数据传输,这时候三缓冲器起到关键作用。 然后,应用场景方面,除了总线共享,还可能包括输入/输出端口的多路复用、防止信号冲突、节省功耗等。需要具体说明这些场景,并举例说明,比如微控制器与外部设备的通信,或者数字系统中的双向数据线。 还要注意用户提到的引用内容,引用[1]中提到未使用的输入必须连接到固定电平,而可能涉及到未使用的端口处理,但这里可能需要区分输入和输出的。引用[2]中关于触发器的异常状,虽然不直接相关,但可能需要注意与电路异常状的区别。 可能需要解释的实现方式,比如通过三门电路,使用使能信号控制输出状。同时,要提到在数字电路设计中的重要性,比如提系统的灵活性和可靠性。 用户可能存在的疑问包括和浮空状的区别,是否等同于断开,以及在实际电路中如何检测。这些问题可以作为相关问题提出,帮助用户进一步理解。 最后,确保回答结构清晰,分点解释概念、作用、应用场景,并生成相关的问题,符合用户的要求。同时,检查是否需要引用提到的资料,但当前引用中没有直接提到,所以可能不需要添加引用标识,但需要确认是否有必要间接关联。</think>### 的概念及应用 #### 1. 的定义 ****(High-Impedance State,简称Hi-Z)是数字电路中的一种特殊状,表示输出端既不输出电平(逻辑1)也不输出低电平(逻辑0),而是呈现极抗(近似于断开)。此时,该端口对电路的其他部分几乎无电流驱动能力,相当于“电气隔离”。 #### 2. 的作用 - **避免信号冲突**:在多设备共享总线的系统中(如I²C、SPI总线),通过可使未激活的设备“释放”总线,防止多个输出同时驱动总线导致短路或逻辑混乱[^1]。 - **灵活控制数据流向**:在双向通信(如数据总线)中,允许同一端口在不同时间作为输入或输出使用。 - **节能**:下电路功耗极低,适用于低功耗设计。 #### 3. 应用场景 - **总线共享**:例如CPU与多个外设通过总线通信时,未选中的外设输出端设为,仅允许当前通信设备驱动总线[^1]。 - **三门电路**:通过使能信号控制输出为电平、低电平或,实现多路数据选择。 - **输入/输出端口复用**:如微控制器的GPIO引脚,通过切换实现输入模式与输出模式的动切换。 - **防止信号干扰**:未使用的逻辑门输入需通过上拉/下拉电固定电平,而输出端未使用时可通过隔离[^1]。 #### 4. 典型实现 三缓冲器(Tri-state Buffer)是最常见的实现方式: ``` 使能端(EN)=1 → 输出=输入信号 使能端(EN)=0 → 输出= ```
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