Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik 74HC595: 12V an Datenleitungen?


von Rudi (Gast)


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Hallo,

kurze und Schmerzlose Frage:

Ich habe ein 74HC595 Schieberegister, dass ich mit Vcc=5V versorge.
Kann ich die 3 Steuerleitungen DATA, CLK und EN auch mit Vlow = 0V und 
Vhigh = 12V betreiben?
Dazu finde ich im Datenblatt keine Angabe, oder ich erkenne sie nicht.

Abhängig von Vcc werden zwar die minimalen und maximalen Spannungen 
angegeben, um eine high- oder low Flanke zu erkennen.
Ob diese Pins aber eine Schmerzgrenze haben kann ich nirgends 
herauslesen.

Zur Not muss eben ein Spannungsteiler her...

Viele Grüße,
Rudi

von Christoph Z. (rayelec)


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Stichwort: Absolute Maximum Ratings. Pegel über der Betriebsspannung 
sind nicht erlaubt, es sei denn, dies wird mit extra fetten Lettern als 
Feature angepriesen.

von Peter B. (pbuenger)


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> Kann ich die 3 Steuerleitungen DATA, CLK und EN auch mit
> Vlow = 0V und Vhigh = 12V betreiben?

Nein, geht nicht. Die Clamping-Dioden fackeln Dir dabei ab.

> Ob diese Pins aber eine Schmerzgrenze haben kann ich
> nirgends herauslesen.

Szeht unter "Recommended operating conditions":
> VI input voltage 0 - VCC

Gruß,
Peter

von Rudi (Gast)


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Danke dir, jetzt seh ichs auch. Nennt sich Vinput = Vcc

Ok, dann kann ich das IC leider nicht dran betreiben...

Viele Grüße,
Rudi

von Tim (Gast)


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Kannst du die Steuersignale nicht über einen Spannungsteiler an die IC 
Eingänge anschliessen?

von Helmut L. (helmi1)


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Rudi schrieb:
> Ok, dann kann ich das IC leider nicht dran betreiben...

Dann nimm ein CD4094 Shiftregister.

von goddi (Gast)


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Kannst eventuell nen optokoppler nehmen.

von Rudi (Gast)


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Tim schrieb:
> Kannst du die Steuersignale nicht über einen Spannungsteiler an die IC
> Eingänge anschliessen?

Doch, würde wohl gehen. Muss ich halt nochmal bischen Löten aber hilft 
ja nichts :-)

von Rudi (Gast)


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Das CD4094 ist nicht pinkompatibel, d.h. der Umbau mit dem 
Spannungsteiler ist weniger aufwendig :-)

von Helmut L. (helmi1)


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Rudi schrieb:
> d.h. der Umbau mit dem
> Spannungsteiler ist weniger aufwendig :-)

Und versaut dir eventuell die Flanken. Digitale IC brauchen eine 
Mindestflankensteilheit. Das ergibt niederohmige Spannungsteiler.

von Michael H. (michael_h45)


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Wie kommt man denn überhaupt zu einer seriellen Schnittstelle mit 12V 
Pegeln?

von Helmut L. (helmi1)


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Michael H. schrieb:
> Wie kommt man denn überhaupt zu einer seriellen Schnittstelle mit 12V
> Pegeln?

Indem man die mit CD40xx ICs treibt mit 12V Versorgung?

von bitte löschen (Gast)


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Unglaublich, was alles vorgeschlagen wird, wenn ein einfacher 
Vorwiderstand reicht!
Die internen Schutzdioden wurden weiter oben schon genannt. Die kann man 
wunderbar nutzen, um Spannungen, auf Vcc zu begrenzen. Bedingung ist 
nur, dass die Ströme, die dabei entstehen, die Schutzdioden nicht kaputt 
machen.
Wenn Du einfach nur einen Widerstand zwischen Signal und Eingang legst, 
begrenzt Du den Strom, der über die Schutzdiode nach Vcc fließt, und dem 
IC kann nichts passieren.
Die einzige Einschränkung ist, dass durch diesen Widerstand sich die 
Zeit, die gebraucht wird, die Gate-Kapazitäten am Eingang aufzuladen und 
zu entladen, erhöht wird, was aber in der Praxis selten eine Rolle 
spielt.
1KOhm - 100KOhm (eher 100KOhm) sollte für die meisten Signalfrequenzen 
OK sein.

von Dietrich L. (dietrichl)


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Philipp K. schrieb:
> Wenn Du einfach nur einen Widerstand zwischen Signal und Eingang legst,
> begrenzt Du den Strom, der über die Schutzdiode nach Vcc fließt, und dem
> IC kann nichts passieren.

... aber nur, wenn der Strom nicht so groß ist, dass er Vcc auf 
unzulässige Werte anhebt. Das kann leicht passieren, wenn die Last an 
Vcc gering ist, z.B. CMOS-Baustein, µC mit niedriger Taktfrequenz oder 
im Sleep-Mode, ...

Gruß Dietrich

von bitte löschen (Gast)


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Aber auch nur, wenn die Versorgung das nicht weg puffert. In solchen 
(und vielen anderen) Fällen mach es eh' Sinn, Vcc mit einer 
Überspannungsschutzdiode zu schützen, die ich nicht erwähnt hatte.

Insofern: Guter Einwand. :-)

Mal kurz nachgerechnet:
12V / 100KOhm = 120µA

Eine Schaltung, die so wenig verbraucht, muss recht rudimentär sein.

von Helmut L. (helmi1)


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Philipp K. schrieb:
> 1KOhm - 100KOhm (eher 100KOhm) sollte für die meisten Signalfrequenzen
> OK sein.

Wollen wir doch mal rechnen bei 10pF Eingangskapazitaet:

100K * 10pF = 1us

Maximale Rise und Fall Time am Eingang bei 5V = 500ns.

Also ist bei 100K die Flanke am Clock schon zu langsam.

von blubb (Gast)


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Naja es müssen ja nicht die 5V erreicht werden sondern nur Vhigh(min), 
was irgendwo bei 2V liegt, oder hab ich nen Denkfehler?

Sauber ist das natürlich nicht

von Helmut L. (helmi1)


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blubb schrieb:
> Naja es müssen ja nicht die 5V erreicht werden sondern nur Vhigh(min),
> was irgendwo bei 2V liegt, oder hab ich nen Denkfehler?

Ja. Vhigh(min) liegt bei >3.15V

blubb schrieb:
> Sauber ist das natürlich nicht

So isses. Deshalb macht man das auch nicht.
Von irgendwelchen Reflexionen auf den Leitung will ich gar nicht erst 
von reden...

von bitte löschen (Gast)


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Mit 10K dürften wir aber in einem halbwegs sauberen Bereich sein. Hier 
kommen wir ja schon in den Bereich der internen Pullups bei AVRs, und 
die werden wohl auf akzeptable Geschwindigkeiten hin ausgelegt sein.

von marcus6100 (Gast)


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Es gibt einige ICs die als Pegelwandler genutzt werden können,
da sie eine andere Schutzbeschaltung aufweisen, z.B. 74HC4050
darf bei Versorgung mit 5V, Pegel mit 16V an den Eingängen haben.

Das funktioniert sicher auch bei hohen Frequenzen. Eine Lösung mit
Spannungsteiler oder Widerstand solltest du nur einsetzen, wenn
du auch in der Lage bist nachzumessen ob sie funktioniert.

von Helmut L. (helmi1)


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Philipp K. schrieb:
> Mit 10K dürften wir aber in einem halbwegs sauberen Bereich sein.

Gegen Leitungsreflexionen sind die viel zu hochohmig. Da kommen wir eher 
in den Bereich von 120Ohm.

> Hier
> kommen wir ja schon in den Bereich der internen Pullups bei AVRs, und
> die werden wohl auf akzeptable Geschwindigkeiten hin ausgelegt sein.

Die sind nicht auf Geschwindigkeit hin ausgelegt. Der Hersteller weiss 
doch nicht was alles an seinen Ausgaengen angeschlossen wird. Die dienen 
lediglich dazu eine Leitung minimalst hochzuziehen. Also ein Schalter 
der in der naehe des uC ist. Fuer jetzt mehrere Meter Kabel zu treiben 
sind die nicht ausgelegt.

von bitte löschen (Gast)


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Im Fall einer Verkabelung würde ich Dir Recht geben.
Von mehreren Metern Leitung war aber nicht die Rede. Da kämen wir auch 
in einen technischen Bereich, an den ich mich noch nicht heran gewagt 
habe.

von Helmut L. (helmi1)


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Das passiert auch schon unter einem Meter. Das ganze wird dann dermassen 
Seitenwindempfindlich ...

von bitte löschen (Gast)


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Und damit kämen wir zu der Frage, bei der die meisten Threads irgendwann 
landen:
Wat will der TE eigentlich machen? Woher kommen die 12V? Wie sieht die 
gesamte Schaltung aus?

Es läuft immer wieder gleich ab:

1. Mystisches Eröffnungsposting
2. Diskussionen zwischen denen, die was beitragen könnten, sich aber 
kopfmäßig in unterschiedlichen Anwendungen befinden.
3. ...

:-D

von Helmut L. (helmi1)


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@Philipp K.

Rudi (TO) selber hat sich schon seit 11 Uhr nicht mehr dazu geaeussert.

Dein Punkt 2 laeuft nur noch zwischen uns beiden ab.

von Marko ⚠. (mos6502) Benutzerseite Flattr this


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Wenns mit dem Spannungsteiler zu langsam wird dann schaltet man halt nen 
74HC14 Schmitt Trigger dazwischen.

von Helmut L. (helmi1)


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Malignes Melanom schrieb:
> Wenns mit dem Spannungsteiler zu langsam wird dann schaltet man halt nen
> 74HC14 Schmitt Trigger dazwischen.

Das ist Rudi doch zu aufwendig ...

von bitte löschen (Gast)


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Helmut Lenzen schrieb:
> Dein Punkt 2 laeuft nur noch zwischen uns beiden ab.

Stimmt. Nicht, dass es mir keinen Spaß machen würde und für mich 
lehrreich wäre, mir einiges von Dir dazu erzählen zu lassen, denn ich 
gehe mal von einem höheren fachlichen Niveau Deinerseits aus, aber da 
der TO uns hier im Stich lässt, wären wir auf Spekulationen angewiesen 
und so wäre ein Weiterführen dieser Unterhaltung reines OT. ;-)

So verabschiede ich mich vorerst in die Hausarbeit und freue mich 
darauf, später an einer anderen Baustelle ( 
Beitrag "[S] Kupferdraht 0,28mm und 0,3mm; kleine Menge" ) weiter zu brasseln. :-)

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