Verbindung von Tri-State-Logik über 3v3/5v. Spiegeln Puffer alle drei logischen Zustände wider?

Das 5V-zu-3V-Umwandlungsproblem ist ziemlich einfach zu lösen. Es gibt viele Pufferchips, die mit 3,3 V betrieben werden können, aber 5-V-tolerante Eingänge haben. Es gibt einen De-facto-Standard für verschiedene Arten von Logikchips namens 7400-Serie. Viele IC-Hersteller stellen Chips her, die ähnliche Teilenummerierungskonventionen verwenden (und normalerweise miteinander Pin-kompatibel sind). Die Teilenummernkonvention lautet:

$$\color{black}{74}\color{red}{XXX}\color{green}{nnn}$$ Wo,
$\color{red}{XXX}$- ein, zwei oder drei Buchstaben, die die verwendete Technologie darstellen
$\color{green}{nnn}$- Zahlen, die den Logiktyp darstellen

Praktischerweise gibt die Wikipedia-Seite zur 7400-Serie an, welche Technologien 5-V-tolerant sind. So sollte beispielsweise jeder Logikchip mit einer Teilenummer, die "74LV" enthält, für Sie funktionieren. Verwenden Sie digikey oder mouser (oder ähnliches), um nach DIP-Paketen und Kosten zu filtern. Überprüfen Sie natürlich immer das Datenblatt, um die Spannungstoleranzen zu überprüfen.

Digitale Puffer können keine Eingänge mit hoher Impedanz erkennen. Elektrische Streufelder in der örtlichen Nähe des Eingangspins bewirken, dass der Eingang hoch und/oder niedrig schwingt, was irrtümlicherweise den Ausgang des Puffers ansteuert. Es kann sogar schnell zwischen hoch und niedrig flackern, was dazu führen kann, dass alle möglichen schlechten Dinge in Ihrem Stromkreis stromabwärts passieren. Dies ist der gleiche Grund, warum Sie die Eingangspins eines Puffers niemals unverbunden (schwebend) lassen können.

Viele Pufferchips enthalten Output Enable (OE)-Pins, mit denen Sie Pufferschaltungen auf dem Chip einzeln ausschalten können. Wenn Sie wissen, dass der Eingang hochohmig wird, können Sie den Puffer deaktivieren, wodurch der Ausgang effektiv ebenfalls hochohmig wird.

Nein, typische Puffer können keine High-Z-Eingabe erkennen und ihre eigenen Ausgaben als Reaktion auf High-Z setzen.

Wenn es einen Puffer gibt, der das kann, bin ich mir seiner Existenz nicht bewusst.

Wenn Sie möchten, dass Ihr Puffer High-Z-Ausgänge hat, ENwird normalerweise ein separater (oft aktiv-niedriger) Eingangspin verwendet.

Wenn ein Puffer für die Ausgabe aktiviert ist und einen High-Z-Eingang hat, besteht ein hohes Risiko, dass der Eingang als intermittierend zwischen High und Low umschaltet, was dazu führt, dass der Ausgang "flattert". Dies kann zu unerwünschter Leistungsaufnahme, EMI oder dazu führen, dass die Schaltung, die das Signal empfängt, in einen unerwünschten Zustand übergeht. Pull-Ups oder Pull-Downs sollten mit High-Z-Ausgängen verwendet werden, um diese Art von Verhalten zu vermeiden.