关于5V兼容引脚思考，至今无人明了

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-7 16:50:09

问了ST中国，没有回复邮件。

STM32H7，5V兼容引脚是能直接接5V电压，还是需要接个上拉电阻到5V。

普通引脚可以知道，3.3V电压直接接引脚，表示高电平，几乎不会产生电流。那么5V兼容引脚直接接5V电压呢？会不会烧了。需不需要加电阻，例如引脚最大20mA，（5-3.3）/0.02=85Ω，需要接个85Ω的电阻再接5V。

也可能STM32内部有电路，5V电压不会倒灌。

懂的人分析下。

edmund1234 · 发表于 2021-7-13 17:22:01

美脚诱惑发表于 2021-7-13 12:37
帖子说了是STM32H750。
有个5V的设备（CH340）有内部上拉，ST用3.3V驱动，配置为推挽输出，这 ...

有个5V的设备（CH340）有内部上拉，ST用3.3V驱动，配置为推挽输出，这时后ST输出高电平会不会导致5V注入。

答案是会，这个电流该不该称为注入电流另说，但一定会有电流流入IO，电流经由上桥MOS的DS间的寄生二极管流至VDD，所以IO的电压会是 VDD+0.3~0.6V 左右，而不是5V.

ST没有明确的说FT类IO能作为输出，但间接说了可以作为开漏输出，Table59中的 VOLFM+说明FT 是可以作为输出的，但没有FT的输出高的电压规格项，说明它不可能作为推挽输出

问题是你干嘛要用推挽，而不用开漏？用开漏就不会有你说的注入电流了，你的应用是可以用开漏的啊

edmund1234 · 发表于 2021-7-7 17:16:54

非FT类的IO，不管你配置为什么类型，它内部都会有钳位二极管分别接到VCC及GND来保护IO，那就是说你从5V或更高电压通过一上拉电阻接到IO，在IO的电压会被限在VCC+0.3V左右，因为电压高于VCC时，电流就会由钳位二极管流到VCC。

而FT类的IIO，把钳位二极管的特性改了，电压超过5.5V时才会触发电流从IO流向VCC。

所以在使用FT作为5V的IO时，内部上下拉不可以使能，因为它们都是以VCC作为工作电压。

聚东风 · 发表于 2021-7-7 17:07:28

这东西还要去惊动ST官方啊,人家都说的很清楚了

c2007s · 发表于 2021-7-7 19:04:17

5V兼容引脚当然是能直接接5V电压的。要不然何谈“兼容”？
你直接接到5V电源上没问题。
问题在于你直接接了5V电源后，你不要试图发指令让这个IO输出低电平。
如果你发指令了，那这个IO就很危险了，大概率会烧掉。
兼容主要是传递信号匹配电平用的，如果接5V电源使用时加多大上拉电阻那就看你的匹配对象拉灌电流的需求。
另外还有就是直接接受外部5V的TTL电平，此时不需要加上拉电阻，串一个1K的限流电阻就可以了。

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-9 14:00:28

c2007s 发表于 2021-7-7 19:04
5V兼容引脚当然是能直接接5V电压的。要不然何谈“兼容”？
你直接接到5V电源上没问题。
问题在于你直接接 ...

5V兼容引脚应该只能用于输入模式吧? 可能ST内部什么电路能保护，最大能VDD+4V，就是说3.3V供电，FT引脚可以兼容7.4V。

我感觉ST的手册没写明白。还有关于注入电流，图1和图2，又说Vin大于VDD正向注入，Vin小于VSS反向注入（第4点），又说不可能正向注入（第3点）。而且FT引脚就是可以5V直接接引脚，是输入模式不会有注入电流吗。这里的注入电流是不是仅在输出模式，比如推挽输出高电平，但该引脚外部电压高于MCU VDD，这时候就会通过MOS管注入？？？例如驱动LED，另一端接3.4V，推挽低电平，灯亮；推挽高电平3.3V，会正向注入电流。
串口通讯，另一端RX引脚5V上拉，STM32 TX引脚3.3V，当输出高电平时，对方的5V上拉电源会不会反向注入到STM32引脚。
串口通讯当然STM32接收可以兼容5V。

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-9 14:03:09

聚东风发表于 2021-7-7 17:07
这东西还要去惊动ST官方啊,人家都说的很清楚了

看下最新回复，疑问在这。
不是随便数据手册说一句就能明白。反正有钱随便画板子，烧了在整改，现在芯片贵，好好弄明白原理。

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-9 14:04:19

edmund1234 发表于 2021-7-7 17:16
非FT类的IO，不管你配置为什么类型，它内部都会有钳位二极管分别接到VCC及GND来保护IO，那就是说你从5V ...

说到了一些关键点。类似开漏5V时不能使能内部上拉。看下最新回复的疑问。共勉

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-9 14:06:58

聚东风发表于 2021-7-7 17:07
这东西还要去惊动ST官方啊,人家都说的很清楚了

再阿莫*论坛看到了一个讨论VDD_FT的，结果ST官方人员回答也是傲慢瞎说，还是没解释清除。这个问题没有这么简单。玩软件的人可以不用了解，我想学习硬件才去关心具体细节的。

edmund1234 · 发表于 2021-7-10 00:14:10

美脚诱惑发表于 2021-7-9 14:04
说到了一些关键点。类似开漏5V时不能使能内部上拉。看下最新回复的疑问。共勉

不敢说ST所有系列的参考手册或规格书都没说过FT能不能配为输出开漏，但103及407的规格书参考手册确实都没说过可以用作开漏输出。
不知道你帖的是那型号的规格书，我随便打开一份407的，好象是与你帖的有所更改，可能st也知道写错了。

其实从Table12可以知道， FT的IO，只有一颗钳位二极管，只保护了输入负电压的那一端，所以才有 Injected current on five-volt tolerant I/O(3) -5 / +0 mA。
换句话来说就是别给FT的IO接>7.4V, 那怕接上限流电阻也没用，因为正压这边是没有钳位二极管保护的

这个表把FT和非FT 分开来表示(3) & (4) , 对FT的IO，A positive injection is induced by VIN>VDD 不适用

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-13 12:37:14

edmund1234 发表于 2021-7-10 00:14
不敢说ST所有系列的参考手册或规格书都没说过FT能不能配为输出开漏，但103及407的规格书参考手册确实都 ...

帖子说了是STM32H750。
有个5V的设备（CH340）有内部上拉，ST用3.3V驱动，配置为推挽输出，这时后ST输出高电平会不会导致5V注入。
我的疑问是：这个吸收电流，与注入电流到底是啥意思。既然有了5V兼容，为何还存在注入电流的说法。

浪里个白条 · 发表于 2021-7-13 15:53:54

美脚诱惑发表于 2021-7-13 12:37
帖子说了是STM32H750。
有个5V的设备（CH340）有内部上拉，ST用3.3V驱动，配置为推挽输出，这 ...

IO输出到有5V上拉的外部设备，就是5V透过电阻和管子倒流到3.3的IO电源域里，到电源域那里防护就多了，一个电阻上拉的很难把电压拉再高的。
大家都知道，IO作为输出的话，怎么都不建议直接接电源的嘛，或者两个推挽输出接一起也是要避免的，所以最多就是遇到上面说的外面有上拉的。

浪里个白条 · 发表于 2021-7-13 15:58:23

美脚诱惑发表于 2021-7-13 12:37
帖子说了是STM32H750。
有个5V的设备（CH340）有内部上拉，ST用3.3V驱动，配置为推挽输出，这 ...

如果你一定讨论这个电流去哪了，我猜就是给别的IO了，都在一个电源域嘛。就算IO都不耗电，也会给内核的，毕竟其实都是一个电源过来的。如果整个芯片都不耗电，连（5-3.3）/20K这个级别的电流都吃不掉，也会被保护器件放掉。

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-13 22:53:06

浪里个白条发表于 2021-7-13 15:58
如果你一定讨论这个电流去哪了，我猜就是给别的IO了，都在一个电源域嘛。就算IO都不耗电，也会给内核的， ...

我在画PCB,串口通讯用的CH340,但是CH340手册写的很差,模糊的说有5V上拉,连个内部框图都没有.
CH340的TX连接RX, ST的RX为输入应该没问题,因为说的5V兼容.
主要就是ST的TX连接CH340的RX, ST的TX配置推挽,配置推挽应该是正常设计,还是取巧胡乱设计?

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-13 22:58:48

edmund1234 发表于 2021-7-13 17:22
有个5V的设备（CH340）有内部上拉，ST用3.3V驱动，配置为推挽输出，这时后ST输出高电平会不会导致5V注入 ...

就是探究电路如何设计,不能没搞明白风险就委曲求全用开漏.
串口速度很快的,开漏不够用.
ST的手册写的确实不好,描述过于敷衍,一两句话了事,有可能大客户有技术指导,不屑于写入手册.

美脚诱惑 · 发表于 2021-7-13 23:15:19

edmund1234 发表于 2021-7-13 17:22
有个5V的设备（CH340）有内部上拉，ST用3.3V驱动，配置为推挽输出，这时后ST输出高电平会不会导致5V注入 ...

就想明确下,所谓5V兼容能不能输出也用.
5V设备大于2V就是高电平,CH340手册也说了是兼容3.3V, 所以输出直接控制5V外部设备.

其实电路设计中也会有电位差,即使所谓3.3V系统,也会存在压差,没有那么理想.例如引脚高电平3.25V,而外部设备3.31V,和我说的类似.

edmund1234 · 发表于 2021-7-14 11:11:32

本帖最后由 edmund1234 于 2021-7-14 11:24 编辑

美脚诱惑发表于 2021-7-13 23:15
就想明确下,所谓5V兼容能不能输出也用.
5V设备大于2V就是高电平,CH340手册也说了是兼容3.3V, 所以输出直 ...

我是想不明白为什么用开漏就叫“委曲求全用开漏”？
开漏可以用，我也记不清用过多少次
如果是速度问题，就把上拉电阻阻值降低，用到几百欧都不是问题

用开漏输出，我就想不到在什么情况下有你说电压值兼容的问题， ST的规格给出了20ma, 0.4V最高的输出0的规格，又给出了输入5V时只有1.5uA漏电电流，何来兼容5v的问题？

ST是不会有一个IO能推挽输出5V的，要在3.3V的系统推挽输出5V, 那你就找一颗带升压电路的MCU吧，否则何来个5V给你输出？确实有的MCU把IO的供电独立的，去找找吧

算了，该说的都说了，你自己看着办吧，要是能找到一颗3.3V工作，不用升压电路又能推挽输出5V的CPU，给我说一声，我也学学怎样凭空把3.3V变个5V来输出。

美脚诱惑 · 发表于 2021-9-1 10:55:22

一个串口电平引发的讨论。
有人参考电路也能用，胡乱一画，发生能够工作，就懒得去探究原理了。
我最近也遇到一些神奇的问题，完全搞不明白，所以我干脆也心大一点，等出问题了才解决，

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关于5V兼容引脚思考，至今无人明了

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