Często podczas projektowania układów elektronicznych, w których pracują zarówno układy zasilane napięciem 5V jak i 3,3V, zastanawiamy się nad dostosowaniem poziomów napięć sygnałów logicznych.
Przeważnie transmisja w kierunku 3,3V -> 5V powinna działać w miarę poprawnie (w zależności od zastosowanych układów), natomiast próba bezpośredniego podłączenia układów pracujących przy 5V do układów zasilanych napięciem 3,3V może spowodować uszkodzenie tych drugich (tolerują przeważnie na wejściu napięcia nie wyższe niż 3,6V).
Poniżej umieściłem listę kilku układów scalonych wraz z wyszczególnionymi obszarami ich zastosowań:
1. Transmisja jednokierunkowa (kierunek 5V -> 3,3 V)
74LVC125
74LVC244
2. Transmisja jednokierunkowa (tylko dla kierunku 3.3V -> 5V)
74HCT125
74HCT244 lub szybsze - wersje AHC
74HC4050
3. Transmisja dwukierunkowa sterowana stanem logicznym na konkretnym pinie (zarówno 5V –> 3,3V jak i 3,3V –> 5V)
74LVC245
lub lepsze rozwiązanie
74LVC4245*
* Różnica między 74LVC245 a 74LVC4245 polega na tym, że w 74LVC4245 podaje się na odrębne wejścia napięcie zasilania 5V i 3,3V.
Przy kierunku 5V -> 3.3V stan wysoki na wyjściu wynosi 3,3V natomiast w drugim kierunku (3.3V -> 5V) na wyjściu stan wysoki przyjmuje 5V, co w przypadku 74LVC245 w obu kierunkach stan wysoki wynosi 3,3V - poziom akceptowany, przeważnie uznawany za stan wysoki (w przypadku dużej części układów pracujących przy napięciu 5V) jednak przy dłuższych połączeniach sygnał taki może być podatny na zakłócenia.
W przypadku ATmega644P (zasilanej napięciem Vcc = 5V) za stan wysoki uznawane jest napięcie od 3V w górę. Gdy sygnał logiczny 3,3V spadnie poniżej tej granicy, może zostać on uznany za stan niski.
W poniższej tabeli zawarłem wszystkie wcześniej wymienione układy z wyszczególnionymi najważniejszymi cechami.
Inne sposoby konwersji poziomów logicznych możemy znaleźć w broszurze MicroChip'u
3V Tips ‘n Tricks
Jeżeli transmisja nie będzie szybka (trzeba przetestować, w większości przypadków będzie pracował poprawnie) można zastosować np: Dwukierunkowy konwerter poziomów logicznych
Jak rozpoznać czy dany układ można zastosować jako określony konwerter napięć? Wszystkie informacje można znaleźć w notach katalogowych wybranych układów.
Przykłady z not katalogowych zamieszczam poniżej:
Transmisja 3,3V -> 5V:
W powyższej tabeli widzimy, że napięcie zasilania układu może zawierać się w przedziale od 2 do 6V w przypadku wersji HC oraz od 4,5 do 6,5 w wersji HCT. Jednak należy zauważyć że napięcie wejściowe nie może być wyższe od Vcc.
W takim wypadku, jeżeli zasilamy układ napięciem 5V (kierunek 3,3V -> 5V) to spokojnie na wejście możemy podać 3,3V. Natomiast jeżeli spróbujemy zasilić układ napięciem Vcc = 3,3V i podamy na wejście 5V to możemy uszkodzić układ.
Transmisja 5V -> 3,3V:
W tym przypadku widzimy, że zasilić układ możemy napięciem zaledwie z zakresu od 2,7 do 3,6V, jednak na wejściu możemy podać napięcie aż do 5,5V. Dzięki tej właściwości układ ten idealnie nadaje się do konwersji napięć z 5V -> 3,3V, gdzie napięcie zasilania wynosi 3,3V, natomiast napięcie wejściowe poszczególnych bramek waha się w granicach 5V.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz