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【经验】吐槽一种形同虚设的5v转3v3

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出200入2554汤圆

发表于 2018-6-18 07:49:24 | 显示全部楼层 |阅读模式
接触了各色的 arduino 扩展模块后,发现某些模块的 5v 转 3v3 真心形同虚设。
这里特来吐槽下,也给各位看官提个醒。

这些失败的转换有个共同点:直接使用常规CMOS缓冲门进行5v->3v3转换。结构如下图。



乍看原理图好像没什么问题,逻辑端使用了3v3供电,输出电平自然符合3v3. 但是细看怎么着,我画个图大家就明白了:



ESD防护二极管的存在,使得5V逻辑信号根本不能直接加在 3v3 供电的缓冲器上。
除非:① 加限流电阻;② 使用不带这种 ESD 防护结构的缓冲器。

很不幸为了省成本,国产不愿意加电阻,也不愿意用 5V 兼容的缓冲器。
如果同时有多个 5V 输出高电平,可以同心协力拉高 3v3 电源轨。这样一来可能直接损坏 3v3 逻辑器件。

曾经某个5V兼容 TFT 的厂家就是这种设计,用的是 245 缓冲,结果造成通信过程中屏幕亮度随数据闪烁。
眼瞅着 3v3 电源轨瞎胡飘,5V 的IO逻辑高电平只能输出到 4.3V 左右。
反映给技术客服的结果是:我们用了缓冲器,出了这么多片了肯定没问题,肯定是你程序有毛病。我现在就去买你全家的表!

现在就把这个厂家的资料传上来,大家自行鉴赏:

----------------------------------------------------------------------------

说了这么多了,上传点干货:关于正规军如何进行电平转换:
原文忘记从哪里找来的了,要是来自本论坛,大家给留个言我注明下引用。


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如果想吃一顿饺子,就得从冰箱里取出肉,剁馅儿,倒面粉、揉面、醒面,擀成皮儿,下锅……
一整个繁琐流程,就是为了出锅时那一嘴滚烫流油的热饺子。

如果这个过程,禁不住饿,零食下肚了,饺子出锅时也就不香了……《非诚勿扰3》

出0入0汤圆

发表于 2018-6-18 08:32:35 | 显示全部楼层
这是没有测试才导致有这样的bug存在吧。感谢分享。

出0入0汤圆

发表于 2018-6-18 08:48:27 | 显示全部楼层
LVC 245 LCX245 就是干这个活的。

出0入0汤圆

发表于 2018-6-18 09:12:28 | 显示全部楼层
还是用MOS转吧

出145入215汤圆

发表于 2018-6-18 10:41:17 来自手机 | 显示全部楼层
感谢分享,确实如此。可以使用od非门,这样输出电平取决于输出的上拉电平。

出0入16汤圆

发表于 2018-6-18 10:44:05 | 显示全部楼层
两个电阻分压就可以做的事情,干嘛搞这么复杂?

出0入0汤圆

发表于 2018-6-18 11:09:17 | 显示全部楼层
microchip的那个文件不错,mos转换在笔记本用的很多

出20入128汤圆

发表于 2018-6-18 11:18:55 | 显示全部楼层


想请教下楼主,那比如这样的数据手册描述,不也是存在你说得较高电平灌入较低电压轨的隐患了?

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出0入4汤圆

发表于 2018-6-18 11:19:17 来自手机 | 显示全部楼层
电阻和mos在速度高的时候是有问题的

出0入0汤圆

发表于 2018-6-18 11:21:40 | 显示全部楼层
OC门缓冲就行

出20入128汤圆

发表于 2018-6-18 11:26:34 | 显示全部楼层
gwj221 发表于 2018-6-18 11:19
电阻和mos在速度高的时候是有问题的

我也觉得~~另外是电阻,MOS,器件多好多,不如IC来个简洁,高速。。。

出20入128汤圆

发表于 2018-6-18 11:26:58 | 显示全部楼层

OC门,高速时候,也差点,要推挽的,才能上高速

出20入128汤圆

发表于 2018-6-18 11:32:12 | 显示全部楼层
按照这样的话:③在3.3V电源轨道,加个TVS钳制电压,感觉也是可以的

出0入10汤圆

发表于 2018-6-18 11:33:58 来自手机 | 显示全部楼层
一直不用245,用两组电源供电的4245

出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 15:42:22 来自手机 | 显示全部楼层
darkness27 发表于 2018-6-18 08:32
这是没有测试才导致有这样的bug存在吧。感谢分享。

出货多少多少片的TFT真心让人受不了

出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 15:43:17 来自手机 | 显示全部楼层
pygh 发表于 2018-6-18 08:48
LVC 245 LCX245 就是干这个活的。

对的,有一类缓冲器专门做这个,类似还有74HC4050D

出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 15:44:12 来自手机 | 显示全部楼层
desertsailor 发表于 2018-6-18 09:12
还是用MOS转吧

mos或者三极管都还行,在通道数目不多的时候还算给力

出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 15:46:57 来自手机 | 显示全部楼层
dz20062008 发表于 2018-6-18 10:41
感谢分享,确实如此。可以使用od非门,这样输出电平取决于输出的上拉电平。 ...

oc/od门算是比较简洁的转换方式,某些单片机io直接设置成这个模式,都省的转了

出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 15:49:44 来自手机 | 显示全部楼层
z123 发表于 2018-6-18 11:18
想请教下楼主,那比如这样的数据手册描述,不也是存在你说得较高电平灌入较低电压轨的隐患了? ...

一般说来,专门有提及可以用作电平转换的,就不存在本贴中的隐患。

最怕的是拿常规片子的来搞,说是精简成本

出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 15:50:51 来自手机 | 显示全部楼层
gwj221 发表于 2018-6-18 11:19
电阻和mos在速度高的时候是有问题的

电阻还有个毛病是寄生电容,线走不好的话相邻通道太酸爽

出0入0汤圆

发表于 2018-6-18 15:51:44 | 显示全部楼层
t3486784401 发表于 2018-6-18 15:42
出货多少多少片的TFT真心让人受不了

我用这个TXB0104,反正不讲成本的,嘻嘻。

出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 15:52:45 来自手机 | 显示全部楼层
z123 发表于 2018-6-18 11:32
按照这样的话:③在3.3V电源轨道,加个TVS钳制电压,感觉也是可以的

钳制3.3v电源轨,在不接数据线限流电阻的情况下,会给5v逻辑输出带来很大电流

出0入618汤圆

发表于 2018-6-18 16:17:14 | 显示全部楼层
8楼那种专用的电平转换缓冲器用了类似STM32 FT引脚的输入保护结构,没有楼主所说的问题。

出0入24汤圆

发表于 2018-6-18 16:46:52 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2018-6-18 16:17
8楼那种专用的电平转换缓冲器用了类似STM32 FT引脚的输入保护结构,没有楼主所说的问题。 ...


帮大师补上一张图

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出200入2554汤圆

 楼主| 发表于 2018-6-18 17:26:46 | 显示全部楼层
gzhuli 发表于 2018-6-18 16:17
8楼那种专用的电平转换缓冲器用了类似STM32 FT引脚的输入保护结构,没有楼主所说的问题。 ...

是的,用专门的针对 5V 设计的芯片没问题,问题就是省成本用了常规的版本

出90入4汤圆

发表于 2018-6-18 17:35:49 来自手机 | 显示全部楼层
一般用74lvc4245两边3.3/5V分别供电。

出0入0汤圆

发表于 2018-6-19 03:37:00 | 显示全部楼层
我看很多arduino模块上用的都是这种电平转换方式,应对低速I2C一类的信号基本足够。
直接用本站的连接:https://www.amobbs.com/thread-4191291-1-1.html?_dsign=748b5224

出5入42汤圆

发表于 2018-6-19 10:20:10 | 显示全部楼层
qumei 发表于 2018-6-19 03:37
我看很多arduino模块上用的都是这种电平转换方式,应对低速I2C一类的信号基本足够。
直接用本站的连接:htt ...

你这个图左边要加个上拉就行了

出0入0汤圆

发表于 2018-6-19 11:30:06 | 显示全部楼层
最后的文档非常好,谢楼主
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