Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik FT232R Rx Tx mit Widerstand an Controller


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von Andreas P. (andreas73)


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Hallo zusammen,
mir ist aufgefallen, dass bei vielen Schaltungen die Rx und Tx Leitungen 
vom FT232RL (bzw. RQ) über Widerstände (meistens 1k) an den 
Mikrocontroller angeschlossen sind.
Wenn die Controller-Pins zusätzlich auch noch auf eine Steckleiste 
rausgefühert werden, um diese ggf. als GPIO zu benutzen leuchtet mir der 
Sinn dieser Widerstände als Kurzschluss-Schutz auch ein.

Meine Fragen beziehen sich hier nur auf den Fall, dass die Rx und Tx 
Leitungen des Mikrocontrollers ausschließlich mit dem FT232R verbunden 
sind und nur für die serielle Datenübertragung benutzt werden.

Im Datenblatt zum FT232R sind unter 7.4 (USB to MCU UART Interface) 
keine Widerstände zu sehen.

Im Bus-Powered-Mode habe ja FT232R und der Mikrocontroller die selbe 
Versorgungsspannung und damit an den Rx und Tx Leitungen auch die selben 
Pegel (von Ausnahmen, wo man bei Mikrocontrollern für die IO-Pins 
abweichende Pegel einstellen kann will ich hier mal absehen).

Im Self-Powered-Mode trifft dies ja ebenfalls zu.
Hier kommen dann ja noch die folgenden beiden Fälle hinzu:

1) Die Versorgungsspannung ist hergestellt aber die USB-Verbindung noch 
nicht.
Damit sollte der FT232R im Reset sein und seine UART-Pins im Tri-State.
Weder für den FT232R noch für den Mikrocontroller sehe ich hier eine 
Gefahr.

2) Die Versorgungsspannung ist noch nicht hergestellt aber die 
USB-Verbindung besteht bereits.
Damit hat der FT232R folglich auch keine Versorgungsspannung und kann 
nichts an den UART-Pins ausgeben.
Gemessen habe ich in dem Fall ohne angeschlossenen Mikrocontroller ca. 
0,5V.
Ist das schlimm? Mein Mikrocontroller (ATmega 2560) hat ja an den 
Eingangspins Schutzdioden, die sowas abfangen sollten.

Mache ich hier einen Denkfehler oder welchen Sinn haben diese oft 
verwendeten Widerstände im Bus-Powered- und im Self-Powered-Mode?

Viele Grüße
Andreas

von Andreas P. (andreas73)


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Hallo,
hat keiner eine Idee?

von Stefan ⛄ F. (stefanus)


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Andreas P. schrieb:
> Im Self-Powered-Mode ...

Kann das wohl nicht stimmen:

> Die Versorgungsspannung ist noch nicht hergestellt
> aber die USB-Verbindung besteht bereits.

Wenn der Chip im Self powered Mode 3,3V an den Mikrocontroller sendet, 
welche noch keine Versorgungsspannung hat, begrenzt der Widerstand den 
Strom, der durch dessen ESD Dioden fließt.

Ein anderer Grund könnte sein, dass man Kurzschlüsse bei 
Programmierfehlern vermeiden will. Die betroffenen Pins am µC können 
schließlich auch als Ausgang verwendet werden.

Außerdem kopieren viele Hobbyentwickler und auch Chinesische 
Modul-Hersteller von anderen Schaltungen. Da werden nicht selten sogar 
Fehler jahrelang kopiert obwohl sie längst erkannt und dokumentiert 
sind.

Ich sage nur R10 auf dem Blue-Board (USB Pull-Up). Oder die Beschaltung 
der internen seriellen Verbindungen auf Arduino Nano Klone mit CH340 
(man beachte die Spannungspegel, die sich aus den Spannungsteilern 
ergeben).

von Falk B. (falk)


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Andreas P. schrieb:
> Hallo zusammen,
> mir ist aufgefallen, dass bei vielen Schaltungen die Rx und Tx Leitungen
> vom FT232RL (bzw. RQ) über Widerstände (meistens 1k) an den
> Mikrocontroller angeschlossen sind.

Angstwiderstände.

> Wenn die Controller-Pins zusätzlich auch noch auf eine Steckleiste
> rausgefühert werden, um diese ggf. als GPIO zu benutzen leuchtet mir der
> Sinn dieser Widerstände als Kurzschluss-Schutz auch ein.

Oder als Pegelwandler für Arme. So verhindert man zumindest, daß ein 
5V Ausgang einen 3,3V Eingang überfährt.

> Gemessen habe ich in dem Fall ohne angeschlossenen Mikrocontroller ca.
> 0,5V.
> Ist das schlimm?

Nein.

> Mein Mikrocontroller (ATmega 2560) hat ja an den
> Eingangspins Schutzdioden, die sowas abfangen sollten.

Naja, dafür sind sie nicht unbedingt gedacht.

von foobar (Gast)


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> hat keiner eine Idee?

Schützt die Ports, falls mal jemand die Richtung falsch programmiert und 
beide Enden gegeneinander treiben.

von Max H. (nilsp)


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Nötig ist das nicht. Es wird auch ohne Widerstände funktionieren.

Gerne wird in längeren Leiterbahnen ein 27Ohm oder 33Ohm Widerstand als 
Serienterminierung eingesetzt. Das hilft bei möglichen Problemen mit 
Abstrahlung. Bei einem UART Interface vermutlich nicht nötig, aber 
schadet auch nicht.

Ein weiterer Vorteil: Wenn Du den klassischen Fehler machst und bei der 
ersten Platinen Revision RX/TX verwechselst, dann kannst Du die 
Widerstände runterlöten und hast nette Pads um das Problem erst mal mit 
Lackdraht flicken.

von Jim M. (turboj)


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Der einzig sinvolle Anwendungsfall für diese "Angstwiderstände" ergibt 
sich bei falsch programmierten µC GPIOs, d.h. wenn man den FTDI Ausgang 
auf einen µC Ausgang mit verschiedenen Pegeln legt. Dann kann man das 
mit einem Multimeter ausmessen - denn im korreten Betrieb ist die (DC) 
Spannung am Widerstand nahe Null.


Bei extrem hohen Baudraten würden diese Serienwiderstände stören - aber 
FT232RL geht IIRC nur bis 1 MBaud. Erst darüber wirds interessant.
Die -H Varianten können mit .inf Tricks bis 12 MBaud, das wäre mir mit 
1k in Serie zu heiss.

von Andreas P. (andreas73)


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Danke für die Antworten!
Das mit den Angstwiderständen hatte ich auch schon mal gelesen.
Was mich stutzig gemacht hatte war, dass Elektor vor ein paar Jahren mit 
dem FT232RL ein sog. BOB-Modul hatten was die eine ganze Zeit lang in 
ihren Schaltungen verwendet haben. Die UART-Widerstände waren dort (und 
in den verwendeten Schaltungen) nicht drin. Seit einiger Zeit bauen die 
aber auch welche ein.
Dann baue ich vorsichtshalber auch mal welche ein, nicht dass ich mir 
durch ein dummes Firmware-Update was zerschießen. Mit der 
Geschwindigkeit will ich auch nur bis max. 115200 hoch.

von georg (Gast)


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Andreas P. schrieb:
> Ist das schlimm? Mein Mikrocontroller (ATmega 2560) hat ja an den
> Eingangspins Schutzdioden, die sowas abfangen sollten.

Eben deswegen Schutzwiderstände, um die Dioden vor zu hohen Strömen zu 
schützen. Im Normalbetrieb funktioniert natürlich alles ohne die 
Widerstände. Nach vorherrschender Meinung im Forum sind Schutzmassnahmen 
ohnehin was für Weicheier, echte Männer verbauen sowas nicht.

Georg

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