UART speist STM32

[Bert S. (kautschuck)]

Hi,

Ich habe ein komischen Phänomen bei ein paar Boards mit einem 
STM32F303K8T6 drauf gefunden. Es wird eine Spannung an VCC ausgegeben, 
die etwa 1.9V entspricht, sofern nur GND, RX und TX mit einem 
USBtoSerial Wandler verbunden sind und das Board sonst nicht gespiesen 
wird. Auch VCC vom USBtoSerial Wandler ist nicht verbunden. Der Wandler 
hat TTL logik. Der uC scheint mit den 2V anzuspringen und das Programm 
läuft ab. Pull-ups/pull-downs die diese 2V erzeugen sind nicht 
vorhanden, rx und tx sind direkt mit dem STM32 verbunden.

Jemand eine Idee was dahinter steckt?

[blob (Gast)]

Oft werden IO Pins gerne intern mit Dioden zu Vcc beschaltet Schutz 
gegen überspannung ESD.. du Versorgst also den Prozessor über den 
Eingang mit Saft.

[Bauform B. (bauformb)]

Das ist völlig normal, falls du den Pin PA3/USART2_RX benutzt. PA0 bis 
PA7 (bzw. alle Pins mit ADC-Eingang) haben Dioden vom Pin nach VCC. 
Darüber speist der USB-Seriell-Wandler knappe 3.3V in deine VCC ein. Der 
TX des Wandlers ist im Ruhezustand high.

Bei allen anderen USART__RX-Pins dürfte das nicht passieren, da sieht 
der Eingangsschutz anders aus. Im Datenblatt steht bei den Pins entweder 
TTa (= analog) oder FT (= 5V Tolerant).

Obacht: Das ist bei jedem Chip anders, nur PA4 und PA5 haben meistens 
diese Dioden. Datenblatt lesen bildet!

[Bert S. (kautschuck)]

Hmm ok, die Pins sind PA9 und PA10, also FT Pins, somit wahrscheinlich 
ohne Schutzdioden.

https://www.mouser.ch/datasheet/2/389/stm32f303c6-956234.pdf

[Gerd E. (robberknight)]

Der Betrieb über die Schutzdioden schadet dem µC, da die Schutzdioden 
nicht dafür konstruiert sind diesen Strom längerfristig zu tragen. Sie 
werden dann irgendwann schadhaft, es fließt z.B. ein höherer Leckstrom, 
der Pin lässt sich nicht mehr korrekt ansteuern etc.

Wenn man einen Pin mit klassischen Schutzdioden (bei STM32 also nicht 
"FT") als UART verwenden möchte, dann ein kleines Logikgatter 
vorschalten. Es eignen sich besonders Gatter der Familie 74LVC1G, die 
haben "partial powerdown" bzw. Ioff und daher darf deren Eingang 
bestromt werden auch wenn die Stromversorgung des Gatters aus ist.

Also z.B. ein 74LVC1G126 vor den RX des STM32. Der 74LVC1G126 wird mit 
der selben Spannung wie der STM32 versorgt. Das OE des 74LVC1G126 kann 
man entweder direkt auf Vcc legen oder auf das NRST des STM32, dann 
schaltet der nur durch wenn der STM32 aus dem Reset raus ist.

Der TX des STM32 muss normal nicht auf diese Weise geschützt werden, da 
der RX des UART gegenüber den nicht aktiv treibt, sondern dort ja ein 
Eingang ist. Wenn man aber dennoch befürchtet daß da ein stärkerer 
Pullup dran ist oder das Gatter als "Opfer-IC" für ESD und ähnliches 
mitverwenden möchte, kann man natürlich auch ein 74LVC2G17 oder 
74LVC2G34 verwenden und damit RX und TX schützen.

[Christopher J. (christopher_j23)]

https://www.youtube.com/watch?v=2yFh7Vv0Paw

[Lothar M. (Firma: Titel) (lkmiller) (Moderator)]

Christopher J. schrieb:
> Power A Micro With No Power Pin!
"Pullup speist µC" ganz minimalistisch im 
Beitrag "Re: Bosch E-Bike Antrieb Geschwindigkeitssensor"

Bert S. schrieb:
> sofern nur GND, RX und TX mit einem USBtoSerial Wandler verbunden sind
> und das Board sonst nicht gespiesen wird.
Genau in diesem Augenblick betreibst du den µC an seinem RX-Pin 
ausserhalb der "Absolute Maximum Ratings". Denn die besagen, dass die 
Spannung an jedem Pin nur knapp (ein paar zehntel Volt) über Vcc liegen 
darf! Diese Vcc ist aber bei spannunglosem µC aber 0V.

Bert S. schrieb:
> somit wahrscheinlich ohne Schutzdioden.
Das wäre noch schlechter, denn dann sucht sich der Strom irgendeinen 
Weg nach Vcc und der µC läuft an.