三态指其输出既可以是一般二值逻辑电路的正常的高电平（逻辑1）或低电平（逻辑0），又可以保持特有的高阻抗状态（Hi-Z）。处于高阻抗状态时，输出电阻很大，相当于开路，没有任何逻辑控制功能。高阻态的意义在于实际电路中不可能断开电路。三态电路的输出逻辑状态的控制，是通过一个输入引脚 实现的

         在之前的实验中，我们所接触到的 IO 都是单纯的输入（ input） 或者输出(output)类型,而我们的一些总线协议如 IIC 等，要求信号为三态类型，也就是我们所说的输入输出（ inout） 类型。接下来，我们就来看一下这类信号的具体用法，输入输出类型，顾名思义就是既可以作为输入，也可以作为输出

我们可以通过如下代码学习这类信号的赋值驱动方式

代码:

module state_3(clk,rst_n,sda);
	input clk,rst_n;
	inout sda;
	reg flag;//三态门开关
	reg sda_buf;//待发送数据寄存器
	
	assign sda = (flag == 1)?sda_buf : 1'bz;
	
	always @(posedge clk or negedge rst_n)
	if(!rst_n)begin
		flag <= 0;
		sda_buf <= 1;
	end
	else begin
		flag <= 1;
	end
endmodule

`timescale 1ns/1ns
`define clock_period 20

module state_3_tb;
	reg clk,rst_n;
	wire sda;

	initial clk =1;
	always #(`clock_period/2) clk = ~clk;
	
	initial begin
		rst_n = 1'b0;
		#(`clock_period*5) 
		rst_n = 1'b1;
		#(`clock_period + 1);
		
		#(`clock_period*200);
		$stop;
		
	end
	
	state_3 state_3(.clk(clk),.rst_n(rst_n),.sda(sda));

endmodule

rtl:

仿真:

典型的三态门应用:

如果你的设备端口要挂在一个总线上， 必须通过三态缓冲器。 因为在一个总线上同时只能有一个端口作输出， 这时其他端口必须在高阻态， 同时可以输入这个输出端口的数据。 所以你还需要有总线控制管理， 访问到哪个端口， 那个端口的三态缓冲器才可以转入输出状态。

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