Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik STM32: 5 Volt tolerante Eingänge sind es nicht


von Bauform B. (bauformb)


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Zwecks weniger OT an der Stelle:
Beitrag "Welche 32-Bit MCU für ein neues Projekt"

Ja, wenn die 5 Volt völlig unabhängig von den 3.3 Volt sind, können die 
max. erlaubten ca. 4 Volt überschritten werden. Steht so in manchen 
Datenblättern. Es ist auch bei jedem Chip und jedem Pin anders.

Ich muss jetzt weg, sonst gibt's nichts zu essen :(
von Μαtthias W. (matthias) Benutzerseite


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Ich kapier es nicht. Was heißt 5V völlig unabhängig? Potentialfrei? 
Früher da als die 3V3?
von Vanye R. (vanye_rijan)


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Ach, bestimmt wieder so eine Datenblattleseschwaeche. Da kann man nix 
machen.

Vanye
von Hans-Georg L. (h-g-l)


Angehängte Dateien:

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Im Anhang die AN4899, da sind die I/O Typen erklärt
von Bauform B. (bauformb)


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Μαtthias W. schrieb:
> Ich kapier es nicht. Was heißt 5V völlig unabhängig? Potentialfrei?
> Früher da als die 3V3?

Du sagst es doch selbst: Früher da als VDD. Erlaubt sind VDD + 3.6, 
notfalls +4 Volt. Oder später weg, beides wegen unterschiedlich großer 
Elkos. Die 5 Volt könnten ja auch aus einem anderen Netzteil kommen.

Auch nett: beim STM32L412 z.B. sind VDDA und VDD ziemlich unabhängig -- 
außer, wenn VDD kleiner als 1 Volt ist
1
During power-up and power-down phases, the following power sequence
2
requirements must be respected:
3
• When VDD is below 1 V, other power supplies (VDDA, VDDUSB) must
4
  remain below VDD + 300 mV.
5
• When VDD is above 1 V, all power supplies are independent.
6
7
During the power-down phase, VDD can temporarily become lower than
8
other supplies only if the energy provided to the MCU remains below
9
1 mJ; this allows external decoupling capacitors to be discharged
10
with different time constants during the power-down transient phase.

Ich brauchte doch ein Beispiel, warum eine neue IDE das kleinere Problem 
ist.
von Μαtthias W. (matthias) Benutzerseite


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Solche "Überraschungen" haben aber die PICs doch auch
1
Voltage on any 5V tolerant pin with respect to VSS when VDD < 2.1V (Note 3)........................................ -0.3V to +3.6V
von Norbert (der_norbert)


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Wenn man mit einer derart wackeligen Konstruktion zu kämpfen hat, dass 
man noch nicht einmal weiß ob die unterschiedlichen Power-rails nach dem 
Einschalten in der gleichen Woche hochkommen, haben sich schon in der 
Vergangenheit einfache power-sequencer bewährt.
von Maxim B. (max182)


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Bauform B. schrieb:
> Ja, wenn die 5 Volt völlig unabhängig von den 3.3 Volt sind, können die
> max. erlaubten ca. 4 Volt überschritten werden.

Falls Zweifel, hilft immer ein Pegelwandler. Eingang über 74LVC oder 
74VHC, Ausgang über 74AHCT.
von Harald K. (kirnbichler)


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Maxim B. schrieb:
> Falls Zweifel, hilft immer ein Pegelwandler.

Ein Design, wo bei Fehlen der Versorgungsspannung Signale an den 
Eingängen eines µC anliegen, ist kaputt, da braucht man keine 
Pegelwandler.
von Hans W. (hanswieland)


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Fast alle CMOS IC für 5V vertragen ebenfalls keine 5 Volt, wenn die
Versorgungsspannung aus ist. Sie vertragen dann sogar noch weniger als
die STM32, nämlich nur 0,5 Volt.

Insofern ist das kein Argument gegen STM32, sondern eher ein Vorteil!
von Mi N. (msx)


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Hans W. schrieb:
> Fast alle CMOS IC für 5V vertragen ebenfalls keine 5 Volt, wenn die
> Versorgungsspannung aus ist. Sie vertragen dann sogar noch weniger als
> die STM32, nämlich nur 0,5 Volt.

In der Regel sind deren Schutzdioden so robust, daß man darüber auch die 
gesammte Schaltung mit Spannung versorgen könnte. Nur Mut! ;-)

Hans-Georg L. schrieb:
> Im Anhang die AN4899, da sind die I/O Typen erklärt

Ich habe die AN mal überschlägig gelesen. Sie ist von 2022.
Auf Seite 20 ist ein Pegelwandler gezeigt, der mit VCC 5 V und +/- 12 V 
Pegeln an RxD und TxD beschriftet ist. Da kräuseln sich mir die 
Nackenhaare.
Diese Pegel gab es nie, sie existieren nur in der Phantasie und werden 
sicherlich von KI nachgeplappert.
Auf Seite 18 ist dann geschrieben, daß eine weisse LED typ. 20 mA 
benötigt. Es fehlt jeglicher Warnhinweis auf mögliche Erblindung bei 
direkter Betrachtung.
Was soll ich nun von dem Rest halten, der da noch so geschrieben ist?
von Bauform B. (bauformb)


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Mi N. schrieb:
> In der Regel sind deren Schutzdioden so robust, daß man darüber auch die
> gesammte Schaltung mit Spannung versorgen könnte.

s/könnte/konnte/ -- damals, mit den CD4000B oder HEF4000B, immerhin ±10 
mA. Die 74HC vertragen sogar ±20 mA. Der ganze neuere Kram hat nur noch 
die Diode nach GND. Besonders spannend: die 74LV von Nexperia haben noch 
beide Dioden, also ±20 mA, bei den "kompatiblen" 74LV von TI sind nur 
-20 mA erlaubt!
von Niklas G. (erlkoenig) Benutzerseite


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Mi N. schrieb:
> In der Regel sind deren Schutzdioden so robust, daß man darüber auch die
> gesammte Schaltung mit Spannung versorgen könnte.

Die STM32 sind auch erstaunlich robust. Verlassen sollte man sich 
natürlich nicht drauf.

Eine andere Falle bei den 5V: Da gibt es eine signifikante Current 
Injection, ich glaub ca 200nA, wenn ein Pin auf 5V liegt. Kann bei 
ultra-low-power Produkten ein Problem sein
von Ob S. (Firma: 1984now) (observer)


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Harald K. schrieb:
> Maxim B. schrieb:
>> Falls Zweifel, hilft immer ein Pegelwandler.
>
> Ein Design, wo bei Fehlen der Versorgungsspannung Signale an den
> Eingängen eines µC anliegen, ist kaputt, da braucht man keine
> Pegelwandler.

Das ist in dieser absoluten Allgemeinheit natürlich absoluter Quatsch. 
Damit würdest du z.B. praktisch nahezu alle Bus-Powered-USB-Geräte zu 
kaputten Designs erklären...

Nein, der Trick ist natürlich: Das Design muss dafür sorgen, dass das 
Anliegen von Spannungen (zumindest im erwartbaren Bereich) nicht zu 
Schäden führt.
von Michael B. (laberkopp)


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Ob S. schrieb:
> Das ist in dieser absoluten Allgemeinheit natürlich absoluter Quatsch

Das war Kimbichler, von dem kommt nur Quatsch.

Er übersieht dass es hier um 2 verschiedene Spannungen geht, und eben 
nichts mitxseinem Kinderspielzeug zu tun hat.

Und wenn man die 3.3V aus den 5V erzeugt (Linearregler) gibt es beim 
Einschalten halt einen Moment mit >4V Differenz, erzeugt man die 5V aus 
3.3V entsteht der Moment beim Ausschalten, und liefert die Spannungen 
ein Netzteil getrennt weiss man sowieso nicht welche zuerst anliegt.

Man käme also für den uC nicht um eine 5V Abschalteinrichtung gesteuert 
durch die 3.3V drumrum. Nicht-trivial weil die nicht 
kondensatorgepuffert sein darf. An statt den Aufwand zu betreiben nimmt 
man dann lieber einen uC von einer klügeren Firma.
von Harald K. (kirnbichler)


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Michael B. schrieb:
> Das war Kimbichler, von dem kommt nur Quatsch.

So muss es sein. Ist ja vollkommen ausgeschlossen, daß Du den Überblick 
verlierst.
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