Có thực sự là một ý tưởng tồi khi để một chân đầu vào MCU nổi?

Tôi đã nghe nói rằng việc để một chân nổi trên MCU khi được định cấu hình làm đầu vào (so với đầu ra mặc định) là không tốt cho pin và cuối cùng có thể khiến nó bị hỏng sớm. Điều này có đúng không? NB trong trường hợp của tôi, pin đang nổi ở đâu đó giữa 0,3V và 1,3V do tín hiệu video đến. Điều này đôi khi rơi vào vùng không có người 0,8V - 2,0V khi hoạt động từ 3,3V.

Vấn đề:
Để một pin được cấu hình làm đầu vào nổi là nguy hiểm đơn giản vì bạn không thể chắc chắn về trạng thái của pin. Giống như bạn đã đề cập, do mạch của bạn, pin của bạn đôi khi THẤP hoặc đôi khi ở vùng đất không có người hoặc đôi khi có thể lên CAO.

Kết quả:
Về cơ bản, đầu vào nổi SILL chắc chắn gây ra hoạt động chip thất thường hoặc hành vi không thể đoán trước. Tôi đã nhận thấy một số con chip bị đóng băng chỉ bằng cách di chuyển bàn tay của tôi đến gần bảng (tôi không đeo dây đeo cổ tay) hoặc một số sẽ có hành vi khởi động khác nhau mỗi lần bảng sẽ khởi động.

Tại sao:
Điều này xảy ra đơn giản vì nếu có tiếng ồn bên ngoài trên chân đó, chân đó sẽ dao động, sẽ tiêu hao năng lượng khi cổng logic CMOS tiêu hao năng lượng khi chúng chuyển trạng thái.

Giải pháp:
Hầu hết các ngày nay micros cũng có pullups nội bộ, do đó có thể ngăn chặn hành vi này xảy ra. Một tùy chọn khác sẽ là cấu hình pin như một đầu ra để nó không ảnh hưởng đến bên trong.

Điều đó tồi tệ hơn một chút so với việc chỉ ở trong một trạng thái không xác định, hoặc không cần thiết phải thay đổi. Các mạch kỹ thuật số ngày nay hầu hết thuộc loại CMOS, với các bóng bán dẫn chuyển đổi cả hai mặt cao và thấp; khi chúng ta có các số 1 và 0 rõ ràng, chúng bị tắt hoặc bão hòa, hai trạng thái hiệu quả nhất cho các bóng bán dẫn được đặt vào. Tuy nhiên, ở giữa, là một khu vực hoạt động tuyến tính; nó được sử dụng cho các bộ khuếch đại analog, nhưng nó không hiệu quả như các cực trị - có nghĩa là nhiều năng lượng bị lãng phí như nhiệt trong bóng bán dẫn. Trong trường hợp xấu nhất, cả hai bóng bán dẫn phía cao và thấp đều bị rò rỉ (vì trên thực tế pin không cao cũng không thấp), và sau đó chúng có thể kết hợp để tạo ra dòng điện đáng chú ý trong chip khi chúng cố gắng điều khiển trạng thái bên trong cả cao và thấp - có thể làm tương tự với cổng tiếp theo trong phản ứng dây chuyền. Nhiệt có thể trở thành vấn đề ngay cả khi không có điện. Các giải pháp của IntelliChick vẫn được áp dụng.

Đối với các chân cũng được kết nối với ADC, một số bộ vi điều khiển cung cấp chức năng vô hiệu hóa bộ đệm đầu vào kỹ thuật số, để ngăn chặn cả vấn đề này và rò rỉ làm méo tín hiệu.

Trong thực tế tác dụng chính là tăng tiêu thụ điện năng. Nếu một pin thực sự nổi trái ngược với kết nối với một số nguồn điện áp không xác định, thì có thể xảy ra dao động, cũng như việc tăng công suất có thể gây ra nhiễu vào các phần khác của hệ thống. Bất kỳ chân nào có khả năng được sử dụng cho đầu vào ADC hoặc bộ so sánh sẽ có cơ sở ngắt kết nối bộ đệm đầu vào kỹ thuật số để tránh sự cố này. (DIDR trên AVR, ADCON1 / ANSEL trên PIC)

Nói chung, nên để pin đầu vào trôi nổi vì điều này có thể gây ra:

a) Các vấn đề về chức năng - trạng thái đầu vào không xác định, chuyển đổi (ví dụ có thể kích hoạt ngắt với ISR ​​không xác định sẽ treo bộ xử lý)

b) Tăng mức tiêu thụ điện năng - rất có thể cổng đầu vào tương tự như biến tần CMOS. Với cấu trúc này khi đầu vào đủ xa so với một trong hai đường ray (ví dụ như ở một nửa cung) thì dòng điện chéo đáng kể sẽ chảy liên tục.

c) Nếu dòng điện chéo sẽ chảy qua hiện tượng được biết là tiêm chất mang nóng thực sự có thể làm giảm tuổi thọ của thiết bị. Cổng đầu vào có thể được thiết kế chỉ để chuyển đổi bình thường không dẫn truyền liên tục để thiết bị có thể bị hỏng nghiêm trọng. Lưu ý tuy nhiên người ta sẽ cần đặt thiết bị trong điều kiện như vậy trong nhiều trăm giờ ở nhiệt độ cao để điều này xảy ra.

Lưu ý a) và b) là những vấn đề thực sự mà một người rất có thể sẽ gặp phải. Đối với c) nó ít có khả năng xảy ra vấn đề nhưng tại sao phải mạo hiểm?

Đầu vào sẽ chuyển đổi giữa 0 và 1 dựa trên bất kỳ EMI nào. Tôi không chắc liệu nó có khiến đầu vào không thành công hay không, nhưng nó sẽ khiến nhiều năng lượng hơn được sử dụng vì các chuyển đổi từ 0 sang 1 sang 0.

Đặt nó thành một đầu ra và được thực hiện với nó.

Một số thiết bị CMOS tốc độ cao có thể bị phá hủy nếu đầu vào bị thả nổi, nhưng vấn đề phổ biến nhất mà người ta sẽ quan sát là mức tiêu thụ hiện tại tăng. Trên các bộ vi điều khiển dòng PIC, dòng điện bổ sung theo thứ tự hàng trăm microamp trên mỗi pin nổi. Không đủ để gây hư hỏng thiết bị, nhưng đủ để ảnh hưởng nghiêm trọng đến tuổi thọ pin trong một ứng dụng sẽ rút 5uA. Một số chip có các tùy chọn để vô hiệu hóa đầu vào kỹ thuật số; nếu một đầu vào bị vô hiệu hóa, nó có thể được thả nổi tự do.