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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik STM32 VDD über FT-Pin und Schutzdiode


Autor: Janis W. (jotwe)
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Hallo,

beim Betrachten des Schaltplans für USB-Anwendungen im Artikelbereich

http://www.mikrocontroller.net/articles/STM32_USB-...

ist mir aufgefallen, dass die +5V vom USB direkt auf einen FT-Pin gelegt 
werden, um abzufragen, ob ein Gerät angeschlossen ist. Wenn ich mir 
jetzt im Datenblatt vom STM32 das Layout eines FT-Pins ansehe (siehe 
Anhang), dann steht da in einer Fußnote, dass die +5V über die 
Schutzdiode auf VDD_FT liegen. Dieses VDD_FT scheint nicht mit VDD 
verbunden zu sein.

Jetzt die Frage: Ist damit sichergestellt, dass der Controller 
unbeabsichtigt bei abgeschaltetem VDD über ein angeschlossenes USB-Gerät 
und die Schutzdiode betrieben wird?

Gruß

Janis

Autor: Janis W. (jotwe)
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Hm, vielleicht habe ich mich zu unklar ausgedrückt:

Ich habe einen Aufbau mit separater Spannungsquelle, die über einen 
Spannungsregler 3.3V VDD für den Controller liefert und den Anschluss 
eines PCs per USB unterstützen soll. Wenn ich jetzt über meinen 
Power-On/Off-Schalter meine separate Spannungsquelle abschalte, möchte 
ich nicht, dass der Controller über den vielleicht noch angeschlossenen 
PC und die USB +5V-Leitung trotzdem mit Spannung versorgt wird. Der 
Controller soll also nicht per USB mit Spannung versorgt werden können.

Ist das in der Beispielschaltung

http://www.mikrocontroller.net/wikifiles/7/73/STM3...

unter Berücksichtigung der Ausführungen in meinem vorangehenden Beitrag 
gegeben?

Autor: guest (Gast)
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Wenn der Microcontroller nicht versorgt wird und am FT Eingang eine 
Spannung von 5V anliegt, leitet die Schutzdiode. Da sollte auf jeden 
Fall der Strom begrenzt werden. 5mA sind erlaubt. R_min = (5V - 
0.3V)/5mA.

Autor: Janis W. (jotwe)
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Das gilt aber doch nur, wenn VDD und VDD_FT verbunden sind bzw. an einem 
anderen FT-Pin ein Verbraucher hängt?!

Autor: guest (Gast)
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Weil du möglicherweise den µC und externe Schaltungsteile durch den 
einen Pin versorgen würdest würde ich auf jeden Fall einen Vorwiderstand 
einbauen (Die Diode mach max 5mA Dauerstrom mit). Wie sich des jetzt 
ganau bei den 5v-toleraten Eingängen verhält weiß ich nicht. Aber eine 
Verbindung zwischen VDD und VDD_FT muss schon bestehen schließlich 
werden die 5V aus der VDD erzeugt. Ob umgekehrt Strom fließen kann? eher 
nicht.
Ein Vorwiderstand ist auf jeden Fall eine gute Idee und  sollte bei 
deinem Einsatz auch nicht stören.

Autor: A. K. (prx)
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guest schrieb:

> Verbindung zwischen VDD und VDD_FT muss schon bestehen schließlich
> werden die 5V aus der VDD erzeugt.

Nicht unbedingt, denn Vdd_ft ist nicht die Versorgungsspannung der 
I/O-Pins, deren Treiber weiterhin mit Vdd betrieben werden wie das Bild 
oben zeigt. Ich nehme an, dass Vdd_ft ausschiesslich für die 
Überspannungsableitung existiert und intern nicht mehr drin hat, als 
sowas ähnliches wie eine Z-Diode gegen GND, die nicht unterhalb von 5,5V 
am Pin Strom zieht.

Das Datasheet sagt zudem, dass die Spannung an einem FT Pin bis 5,5V 
gehen darf und das der Pin keinen Strom zieht solange die Pinspannung 
innerhalb der angegebenen Grenzen bleibt. Wenn eine Abhängigkeit von Vdd 
gegeben wäre, dann stünde das normalerweise an dieser Stelle drin. Tut 
es hier nicht, also ist anzunehmen, dass am Pin die 5V auch bei Vdd=0 
anliegen dürfen.

Allerdings sollte man darauf achten, dass die internen Pullups an diesem 
Pin nicht aktiv sind, denn der Pullup geht an Vdd und dann fliesst 
dadurch rückwärts Strom, zumindest bei aktivem Vdd.

Autor: guest (Gast)
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A. K. schrieb:
> Ich nehme an, dass Vdd_ft ausschiesslich für die
> Überspannungsableitung existiert und intern nicht mehr drin hat, als
> sowas ähnliches wie eine Z-Diode gegen GND, die nicht unterhalb von 5,5V
> am Pin Strom zieht.

Stimmt! Ich hatte jetzt irgendwie an ne Ladungspumpe gedacht..- ist 
natürlich blödsinn!
Bei den normalen I/Os heißts: maximal Vdd+0.5V - bei den FTs aber 5.5V 
unabhängig von Vdd.!

Ich würde trotzdem einen Widerstand verbauen, weil ich mich nicht auf 
die Port-Config des ausgeschalteten Micros verlassen würde.

Autor: Janis W. (jotwe)
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Danke für die Antworten soweit!

Ein Vorwiderstand an der Stelle tut in der Tat nicht weh. Aber so hatte 
ich das auch verstanden, dass VDD_FT ziemlich unabhängig von VDD ist. 
Das einzige ist eben, dass alle anderen FT-Pins dann die 5V führen und 
man dort schauen muss, ob die dort angeschlossenen Bauteile davon 
beeinträchtigt werden.

Ok, man kann also zusammenfassend sagen, dass die angegebene Schaltung 
grundsätzlich für meinen Zweck in Frage kommt. Da ein externer Pulldown 
vorhanden ist, werden die internen Pullups nicht benötigt und damit auch 
nicht aktiviert werden.

Falls das doch ein Problem gewesen wäre, was wäre denn da die 
übliche/einfachste Lösung? Ein Transistor, der über die 5V VDD an den 
Pin zieht?

Autor: A. K. (prx)
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Janis W. schrieb:

> Das einzige ist eben, dass alle anderen FT-Pins dann die 5V führen

Keineswegs, da jeder Pin seine eigene Diode gegen Vdd_ft drin hat.

Autor: Janis W. (jotwe)
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Stimmt. Denkfehler...

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