Chân UART để MCU không được cấp nguồn?

11

Tôi đang sử dụng IC USB-UART với MCU, được cung cấp năng lượng từ pin.

IC USB-UART được cấp nguồn từ đầu nối USB, không phải từ pin, do đó tôi không cần phải mở bàn điều khiển mỗi khi tắt và bật công tắc.

sơ đồ

^{mô phỏng mạch này - Sơ đồ được tạo bằng CircuitLab}

chỉnh sửa: Tôi đã không vẽ nó trên hình nhưng IC có bộ điều chỉnh 3,3V bên trong và mọi VDD đều ở mức 3,3V khi bật công tắc.

Bây giờ tôi lo lắng về việc cắm USB và công tắc vẫn tắt.

Tài liệu MCU nói rằng xếp hạng tối đa của pin đầu vào là VDD + 0,3, sẽ là 0,3 V khi MCU không được cấp nguồn.

Nếu cặp TX / RX ở phía USB-UART lên cao, nó có phá hủy các chân ở phía MCU không?

Nếu vậy, tôi cần gì giữa các cặp TX / RX?

microcontroller power uart

— Inbae Jeong
nguồn

@Toor "tbh" nghĩa là gì?

— Elliot Alderson

1

Nó có thể sẽ ổn. Các cổng có thể chịu được điện áp hoạt động tối đa của chúng vì chúng cần có thể làm điều đó để hoạt động ở đầu trên cùng của dải điện áp cung cấp. Vdd + 0.3 có liên quan đến các điốt kẹp ESD trong MCU, nhưng nếu MCU không được cấp nguồn, các điốt đó không có đường ray để kẹp. Nếu MCU có khả năng 5V được tắt nguồn 3V và bạn áp dụng 5V cho I / O, các điốt đó sẽ thử và kẹp vào đường ray 3.3V, nhưng điều đó không có nghĩa là nó sẽ thổi mà không có chúng ở 5V. Bạn có thể sử dụng điện trở loạt để hạn chế dòng điện thông qua điốt đã nói.

— DKNguyen

3

@ElliotAlderson "tbh" là một mạng internet phổ biến cho "thành thật".

— Nghe

7

@Toor Các điốt sẽ tạo ra một đường sắt điện; xem youtube.com/watch?v=2yFh7Vv0Paw .

— CL.

5

Đây thực sự có thể là một vấn đề - không chỉ rủi ro thiệt hại về mặt lý thuyết mà còn có những phần sẽ không tạo ra nguồn điện sạch nếu chúng được "sắp xếp" bởi I / O trước khi áp dụng sức mạnh thực sự. Nếu bạn thấy lưới điện của bo mạch bị kéo lên tới .5v - .6v khi "tắt", bạn có thể gặp rắc rối trong lãnh thổ.

— Chris Stratton

14

Nó phụ thuộc vào MCU, nhưng trong hầu hết các trường hợp, nó sẽ tăng sức mạnh cho MCU và có thể là phần còn lại của hội đồng quản trị thông qua MCU. MCU sẽ cố gắng chạy, và làm những điều kỳ lạ. Hội đồng quản trị của bạn sẽ làm những điều odder. Nếu bo mạch của bạn có đủ dòng điện, nó sẽ làm hỏng chân đó trên MCU.

Bạn cần sắp xếp để tín hiệu UART giữ ở mức 0V khi MCU tắt. Nếu chip UART (hoặc UART) mà bạn đang sử dụng không có pin kích hoạt (chip UART USB mà tôi đã làm việc có thể được định cấu hình chính xác cho trường hợp bạn mô tả), thì AND xuất ra UART với VCC của bộ vi xử lý.

— Hủy bỏ thời gian
nguồn

5

Giải pháp có thể đơn giản như một NMOS giữa chân TX của USB-UART (cống) và chân RX của MCU (nguồn), với cổng được kết nối với MCU VDD.

Điều này có nghĩa là USB-UART sẽ chỉ có thể lái tối đa 3,3 V trừ đi điện áp ngưỡng của bóng bán dẫn. Bạn sẽ phải kiểm tra xem liệu điều này có còn đủ để đáp ứng V_IH của MCU của bạn không.

Tôi nghi ngờ về các giải pháp liên quan đến một cổng logic được cung cấp (gián tiếp) bởi VBUS. Miễn là cổng logic điều khiển đầu vào MCU ở mức cao, MCU VCU có thể không giảm đủ xa để tắt trình điều khiển TX. Với giải pháp NMOS, chân TX chỉ có thể được điều khiển đến điện áp thấp hơn VCC, khiến cho loại phản hồi này là không thể.

Nhân tiện, bạn cũng nên xem xét hướng ngược lại: Nếu MCU được cấp nguồn, nhưng USB-UART thì không, bạn sẽ muốn đảm bảo rằng bạn không vô tình cung cấp năng lượng cho USB-UART, làm cạn kiệt pin nhanh hơn bạn mong đợi. Một giải pháp chỉ dành cho phần mềm là đủ cho việc này.

— wrtlprnft
nguồn

2

Tôi có một giải pháp hoàn toàn khác, tuy nhiên, tùy thuộc vào việc bạn sử dụng chip USB nào.

Một số trong số họ có VBUS và VCCIO khác nhau. Trong trường hợp này, bạn có thể cấp nguồn cho phần IO của chip đó cùng với uC.

— glglgl
nguồn

1

Đây là một ý tưởng hay nhưng hãy nhớ đọc bảng dữ liệu của bộ thu phát USB một cách cẩn thận. Một số IC sẽ không có các lỗi khác nếu nguồn điện không được áp dụng. Phần Xếp hạng tối đa của absloute gần đầu trên bảng dữ liệu sẽ bao gồm điều này.

— jherbold

1

Giải pháp dễ dàng là đặt một số điện trở giữa các chân I / O. Điều này sẽ hạn chế dòng điện vào các chân để bộ thu phát không thể cấp nguồn cho uC. Giá trị điện trở là sự cân bằng giữa việc giới hạn băng thông giữa các chip và giới hạn dòng điện.

Bộ đệm logic được cung cấp bởi USB nhưng với đầu ra được kích hoạt bởi uC. Điều này không giống như cho phép đầu ra thu phát của câu trả lời khác.

Có một lợi thế để tắt uC khi kết nối với máy tính không? Nếu không, bạn có thể cấp nguồn cho uC từ nguồn USB 5 V. Các cách để làm điều này là:

Công tắc SPDT chọn nguồn USB khi tắt nguồn pin. Thay thế công tắc SPST trong sơ đồ mạch của bạn.
Một diode, điốt, một mạch tích hợp diode lý tưởng hoặc MOSFET được điều khiển bởi uC để chọn nguồn USB khi có sẵn. Bây giờ bạn cần xem xét những gì xảy ra khi đóng công tắc pin và USB được kết nối. Thay đổi pin không được kiểm soát hiếm khi là một điều tốt.

— jherbold
nguồn

7

Bạn có thể nghĩ như vậy - nhưng điện trở một mình không thực sự hoạt động . Ngay cả một điện trở loạt lớn trên dòng nhận UART sẽ không làm điều đó (mặc dù nó có thể ngăn ngừa thiệt hại). Vấn đề là cho đến khi bạn vượt quá một số điện áp ngưỡng rất thấp, không có gì thực sự thu hút dòng điện, và thậm chí sau đó không nhiều nếu không có đồng hồ. Vì vậy, ngay cả với các điện trở nối tiếp, đường ray điện của bo mạch có thể được kéo lên đến điểm mà mọi thứ bắt đầu có trạng thái không phù hợp, tại thời điểm đó, việc bật lại nguồn không còn đáng tin cậy nữa.

— Chris Stratton

Đã đồng ý. Cảm ơn bạn đã cung cấp chi tiết hơn cho câu trả lời của tôi. Tôi đã hy vọng cung cấp một giải pháp nguyên mẫu nhanh chóng và nên nói điều đó. Nó không phải là một giải pháp chứng minh ngu ngốc và sẽ chỉ hoạt động nếu dòng khởi động uC đủ cao để tạo ra sự sụt giảm điện áp đủ trên các điện trở để giữ điện áp ở mức uC đủ thấp để nó không bị mất màu nâu.

— jherbold

0

Bạn đã xem xét nếu một vài bộ đệm ba trạng thái sẽ là một giải pháp tốt? Bạn có thể buộc ghim kích hoạt vào công tắc của mình và sau đó đảm bảo rằng cực từ tx đến rx là chính xác, điều này mang lại hiệu quả cho bạn sự bảo vệ mà bạn đang yêu cầu.

— D
nguồn