Bufory są używane, kiedy tylko potrzebujesz ... cóż ... bufor. Jak w dosłownym znaczeniu tego słowa. Są używane, gdy trzeba buforować dane wejściowe z danych wyjściowych. Istnieje niezliczona ilość sposobów wykorzystania bufora. Istnieją bufory bramek cyfrowych, które są logicznie przejściami, i istnieją bufory analogowe, które działają jak przejścia, ale dla napięcia analogowego. To drugie jest poza zakresem twojego pytania, ale jeśli jesteś ciekawy, poszukaj „obserwatora napięcia”.
Kiedy i dlaczego miałbyś go użyć? Przynajmniej gdy najprostszy i najtańszy ze wszystkich buforów, drut miedziany / ślad jest łatwo dostępny?
Oto kilka powodów:
1. Izolacja logiczna. Większość buforów ma pin ~ OE lub podobny, pin włączania wyjścia. Pozwala to przekształcić dowolną linię logiczną w trójstopniową. Jest to szczególnie przydatne, jeśli chcesz być w stanie podłączyć lub odizolować dwie magistrale (w razie potrzeby z buforami w obie strony), a może po prostu urządzenie. Bufor, będący buforem między tymi rzeczami, pozwala ci to zrobić.
2. Tłumaczenie poziomu. Wiele buforów pozwala zasilać stronę wyjściową z innego napięcia niż strona wejściowa. Ma to oczywiste zastosowania do tłumaczenia poziomów napięcia.
3. Digitalizacja / powtarzanie / czyszczenie. Niektóre bufory mają histerezę, więc mogą odebrać sygnał, który bardzo stara się być cyfrowym, ale po prostu nie ma bardzo dobrych czasów narastania lub nie gra zbyt dobrze z progami lub czymkolwiek, i oczyszczają go i zamieniają w ładny, ostry, czysty sygnał cyfrowy.
4. Fizyczna izolacja Musisz wysłać sygnał cyfrowy dalej, niż chcesz, rzeczy są głośne, a bufor stanowi doskonały repeater. Zamiast szpilki GPIO na końcu odbiorczym, do której podłączona jest stopa płytki drukowanej, działająca jak antena, cewka indukcyjna i kondensator, i dosłownie wymiotuje niezależnie od cholernego hałasu i okropności, których chce bezpośrednio do ziejących ust tego biednego pinu, używasz bufor. Teraz pin GPIO widzi tylko ślad między nim a buforem, a bieżące pętle są izolowane. Heck, możesz teraz nawet poprawnie zakończyć sygnał, tak jak w przypadku rezystora 50Ω (lub cokolwiek innego), ponieważ masz również bufor na końcu nadawczym i możesz załadować je w sposób, w jaki nigdy nie można załadować małego, cienkiego pinu µC.
5. Prowadzenie ładunków. Cyfrowe źródło wejściowe ma wysoką impedancję, zbyt wysoką, aby mogło faktycznie współpracować z urządzeniem, którym chcesz sterować. Typowym przykładem może być dioda LED. Więc używasz bufora. Wybierasz taki, który może z łatwością napędzić, powiedzmy, potężny 20mA, i napędzasz diodę LED buforem, zamiast bezpośrednio sygnału logicznego.
Przykład: Chcesz diody LED wskazujące status na czymś takim jak magistrala I2C, ale dodanie diod LED bezpośrednio do linii I2C spowodowałoby problemy z sygnalizacją. Więc używasz bufora.
6. Ofiara . Bufory często mają różne funkcje ochrony, takie jak ochrona ESD itp. I często nie. Ale tak czy inaczej działają one jako bufor między czymś a czymś innym. Jeśli masz coś, co może doświadczyć jakiegoś stanu przejściowego, który może coś uszkodzić, umieść bufor między tym rzeczem a źródłem przejściowym.
Innymi słowy, chipy uwielbiają eksplodować prawie tak samo, jak uwielbiają półprzewodniki. I przez większość czasu, gdy coś idzie nie tak, chipy eksplodują. Bez buforów często cokolwiek przejściowe, które wyskakuje z żetonów w lewo i w prawo, wnika głęboko w obwód i niszczy wiązkę żetonów naraz. Bufory mogą temu zapobiec. Jestem wielkim fanem bufora ofiarnego. Jeśli coś wybuchnie, wolałbym, aby był to bufor 50 ¢, a nie 1000 FPGA.
Są to niektóre z najczęstszych powodów, dla których mogłem myśleć o tym, co robiłem z głowy. Jestem pewien, że są inne sytuacje, może otrzymasz więcej odpowiedzi przy większej liczbie zastosowań. Myślę, że wszyscy zgodzą się, że bufory są niezwykle przydatne, nawet jeśli na pierwszy rzut oka wydają się raczej bezcelowe.
