max. Eingangsspannung 74HCXXX

Hallo Leute,

ich wollte mir kurz 'mal einen Programmieradapter f=FCr den AVR mit Hilfe eines 74HC244 zusammenbauen (habe allerdings auch schon direkt mit paralleler Schnittstelle programmiert...)

Jetzt wollte ich das ganze _etwas_ professioneller aufbauen und habe mir mal das Datenblatt zum 74HC244 angeschaut. Dort stehen bei den "maximum ratings"

-0,5V < Uemax (Spannung an einem Eingang) < Vcc + 0,5V.

Das hie=DFe dann ja, dass ich den Programmieradapter nicht ohne Versorgungsspannung betreiben darf, wenn die parallele Schnittstelle und/oder der AVR bereits angeschlossen ist und dort bereits ein oder mehrere "High"-Signal anliegen, denn dann w=E4re ja Ue (ca. 4,5V) mit Sicherheit gr=F6=DFer als Vcc (0V).

Ich m=F6chte nun jedoch kein Ger=E4t bauen nach dem Motto "wird schon gut gehen", sondern so, dass die verwendeten Bauteile innerhalb der Spezifikation betrieben werden.

K=F6nnte es evtl. gen=FCgen, die Eing=E4nge mit relativ hochohmigen Widerst=E4nden in Reihe zu schalten, um z.B. latch up zu vermeiden?

Ich bin f=FCr alle Meinungen zu dieser Problematik dankbar.

ciao Marcus

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Marcus Woletz
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Meines Wissens sind die Ausgänge am Parallelport als Open-Collector mit Pull-Up an intern +5V ausgeführt. Wohl eben genau aus Deiner Problematik heraus. Somit kannst Du Dir die Widerstände sparen. Die brauchst Du vielleicht als Pull-Up/Down, falls der Programmieradapter Spannung hat, aber nicht an den PC angeschlossen ist... soll ja _etwas_ professioneller werden ;-)

Grüße

Christian

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Christian Rötzer

Hallo Leute,

ich habe nun einige App-Notes und Handhabungshinweise der Hersteller durc= hgelesen. Es scheint nun so zu sein, dass bei HC-Eing=E4ngen Latch-Up-Gefahr besteh= t und der Baustein zerst=F6rt werden kann, wenn der in den Eingang flie=DFende = Strom gr=F6=DFer als 20mA ist. Somit w=E4re vermutlich der Betriebssicherheit g= en=FCge getan, wenn ich den Eingangsstrom durch besagte Serienwiderst=E4nde auf, sagen w= ir,

5mA begrenze. Vermutlich hat auch die in vielen Adaptern verwendete Diode in Reihe zu V= cc den Zweck, einen Stromfluss =FCber die Eing=E4nge, die internen Schutzdio= den und somit =FCber Vcc gegen Gnd zu vermeiden. Ist das so korrekt? Diese Diode w=FCrde ich gerne einsparen, um keine Probleme mit Pegelanpas= sungen zu haben. Aber dazu k=F6nnte man ja evtl. Pull-Up-Widerst=E4nde vorsehen,= da die begrenzende Spannung immer Uemin ist. Die Signalpegel k=F6nnen dann =FCber die Widerst=E4nde auf sichere Pegel angeoben werden.

Ich bin trotz dieser Erkenntnisse f=FCr Hinweise dakbar.

ciao Marcus

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Marcus Woletz

Hallo Markus,

bei all diesen CMOS bzw. deren "Derivaten" HCT und was es sonst noch so gibt, entstehen beim Herstellungsprozess an den Eingängen Dioden z.B. auch zum Anschluß der Betriebsspannung. Sie werden oft als ESD-Schutzdioden ausgegeben, sind aber eigentlich nur Beiwerk der Chipherstellung.

Liegt nun am Eingang ein "1"-Pegel an, ohne daß die Betriebsspannung vorhanden ist, so versorgt sich das Bauteil über den Eingang mit srom so gut es halt geht. Mit dem Erfolg, daß das Bauteil entweder zerstört wird (EOS-Schaden) oder sich irgendwie "aufhängt" und sich mit der richtigen Betriebsspannung dann icht mehr betätigen lässt ("latch up").

Deshalb bei diesen Typen: Erst Betriebsspannung und dann die Eingangssignale.

Gruß Klaus

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Klaus Wagner

Hi!

Heehee, die wollte ich auch mal einsparen. Was meinst Du, wie blöd ich geschaut hab, als mein AVR plötzlich so ganz ohne Betriebsspannung zu rappeln begann :-) Ganz recht, der hat sich einfach aus dem Programmierinterface versorgt. Vom Druckerport über die Dioden im HC auf die Betriebsspannung und dann ab in den AVR. Mit relativ wenig Peripherie hatte der etwas über 3V.

Insofern schützt die Diode den HC durchaus vor zu großem Stromfluss durch die internen Dioden - denn wo soll der Strom schon hin, wenn nicht durch den VCC-Pin raus und durch den AVR gegen GND. Die Ausgänge des HC werden ja nicht groß belastet.

Gruß, Michael.

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Michael Eggert

Marcus Woletz schrieb im Beitrag ...

Voellig richtig. Daher sind richtige Interfaces zwischen Geraeten, die aus sein koennen, auch mit Open Collector Ausgaengen ausgefuehrt: 5V --+ +-- 5V R R Ausgang --(----+--Eingang | Eingang --+-------Ausgang

Da klappt alles, ohne 'Querstroeme'.

Bei Druckerport-Ausgaengen (die TTL sind) kann man dennoch CMOS anschliessen, weil ein TTL nur ca. 2.4mA aus HI liefert, und so viel halten die Schutzdioden aus. Dann fliesst der Strom aus VCC raus und in den AVR rein.

Man muss halt 'wissen' warum die 0.5V Grenze gilt. Nur weil in echt der STROM begrenzt ist, der ueber die Schutzdioden fliessen darf, bevor der CHip in den Latch-Up geht.

--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

Meine Vorredner haben alles zu den Physikalischen Grundlagen gesagt, was zu sagen ist. Trotzdem gilt aus der Erfahrung heraus ( Eliche PUMPs am Par-Port, diverse Programmer und Simulatoren am PPort) dass es immer wieder einen ParPort zerlegt, wenn man nicht aufpasst und an der falschen Stelle spart. Die Wahrscheinlichkeit der Zerstörung ist übrigens direkt proportional zum Preis den Notbeooks * Reparaturzeit * Reparaturkosten.

Nimm bitte 100R oder 200R Widerstände zwischen die Datenleitungen zum PPort. Damit ist der Fall abgedeckt, dass mal ein Notbeook mit 3.3V Parport ( Ja, die gibt es öfter als man denkt, genauso wie die 5V Serial-Ports) drann hängt und die eventuell aus der Zielschaltung versorgte Adapterplatine versucht den PP-Ort Controller zu speisen und diesen per Latchup zerstört. Ein weiterer Vorteil dieses R ist, dass ein ParPort beim Start von z.B. Win alles mögliche macht um herauszufiden, ob da ein Gerät dran hängt, das erkannt werden will. Niemand garantiert Dir, dass dabei nicht ein Paar von Dir als Eingänge gedachte Pinne als Ausgänge verwendet werden. Das rummst dann und auch mit deutlich mehr als 20mA, wenn nicht wenigstens eine Seite aufgepaßt hat.

Dazu kommt ein PullUp an jeden Port der das ganze bei OC-Ausgängen erst wieder betriebsfähig macht.

Diese Konstruktion scheint aufwändig, ist aber dank DIL und SIL Widerständen einfach zu konstruieren. Sie erspart Dir die Diode und trotzdem reicht der fließende Reststrom um einen gemächlich laufenden AVR zum Leben zu erwecken :-)

Gruß,

Ulrich

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Ulrich Prinz

Hallo Leute,

zuerst einmal herzlichen Dank f=FCr alle Antworten. Das mit dem Latch Up ist ja nun soweit gekl=E4rt, allerdings:

ein freundlicher Mitleser hat mir per PM geantwortet und geschrieben, dass auch mit "Schutz"-Widerst=E4nden der Baustein in den Latch Up gehen kann (der dann alerdings nicht zerst=F6rend wirken kann), aus dem er nur durch wegnehmen der Spannungen wieder rauskommt. Das w=E4re dann eigentlich nicht der gew=FCnschte Effekt, denn ich will den Adapter so bauen, dass er nicht nur nicht zerst=F6rt wird, sondern sogar ordnungsgem=E4=DF arbeitet ;-) Was meint ihr dazu?

ciao Marcus

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Marcus Woletz

Am Wed, 26 Nov 2003 19:11:33 +0100 schrieb Marcus Woletz:

Fuer einen zuenftigen Latchup braucht es einen relativ grossen Strom - groessenordnungsmaessig kann der bei 20..100mA liegen; im Datenblatt sollte es genauer stehen.

Wenn die Schutzwiderstaende so gross sind, dass dieser Strom nicht erreicht wird, bist du auf der sicheren Seite.

Gruss Michael

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Michael Linnemann

Marcus Woletz schrieb im Beitrag ...

Ja, natuerlich, einfach I=U/R, wobei U sehr hoch sein kann (Funkenentladung), so das I hoeher wird als im Datenblatt als maximaler Strom angegeben wird.

Das ist Unsinn, denn die zerstoererische Leistung fuer den Latch-Up kommt aus dem NETZTEIL des ICs. Wenn der also einen 7805 hat, der bei 1.5A begrenzt, der Chip selbst im Latch-Up 1.5V Spannung hat (wie ein eingeschalteter TRIAC), dann sind ie 2.25W meist toedlich, es sei denn man klemmt schnell ab wenn es riecht. Haengt der Chip nur an einem 78L05 mit 150mA wird er's uberleben

Ja.

Dann helfen Schottky-Dioden parallel zu den internen Schutzdioden

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

Hallo Manfred,

MaWin schrieb:

[...]

=C4hem -- Funkenentladung -- willst Du mich auf den Arm nehmen?

Soll das hei=DFen, dass der Baustein auch in den Latch Up gehen kann, wenn der Strom durch die Eing=E4nge deutlich begrenzt wird. Laut Datenblatt soll der Strom auf 20mA begrenzt werden. Hei=DFt das dann, dass der Baustein nur nicht durch den Eigangsstrom zerst=F6rt wird,=

oder dass auch kein Latch Up auftritt, sprich, wird der Latch Up erst durch =FCberschreiten eines bestimmten Stromes an den Eing=E4ngen ausgel=F6= st?

[...]

Habe ich allerdings noch in keinem Programmieradapter gesehen...

ciao Marcus

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Marcus Woletz

Marcus Woletz schrieb im Beitrag ... Hallo Manfred,

Nein. Noch nie einen Pullover ausgezogen ? Noch nie einen an der Tuerklinke gewischt bekommen. Was meinst du, welche Spannung dahinter sitzt und was passiert, wenn du einen IC-Eingang anfasst ?

Auf unter 20mA

^^^ ?

Ja.

Wir sagen ja auch das du dir u sehr in die Hose machst.

--
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MaWin

Hallo MaWin,

MaWin schrieb: [...]

l=F6st?

danke, das war der entscheidende Punkt zur Kl=E4rung!

Und das auch ;-)

ciao Marcus

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Marcus Woletz

Am Tue, 25 Nov 2003 23:28:28 +0100, meinte Ulrich Prinz :

Müßte/sollte man dann nicht konsequenterweise _alle_ Verbindungen zum Parport (abgesehen von Masse) über 100R...220R führen und nicht nut die 8 Datenleitungen?

Beste Grüße

Dr. Michael König

--
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RA Dr.M.Michael König

Wie ist das eigentlich, wenn ich ein Differenzierglied (also Kondensator mit Ableitwiderstand nach Vcc oder GND) an den Eingang von nem 74HC schließe, ab welchem C empfielt es sich, parallel ne Diode zum Widerstand zu schalten? Oder bin ich da paranoid?

Gruß Gerd

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Gerd Kluger

Gerd Kluger schrieb im Beitrag ...

Frueher gab es da immer eine Diode. Heute ueberlege, wo der Strom beim Abschalten hinfliesst. Es ist ja kein Kurzschluss, sondern es haengt die Schaltung dran (und das Netzteil nicht mehr). Braucht die weniger als den Latch-Up-Strom, braucht man keine Diode. Statt Diode tut es auch ein Widerstand in Serie vor dem Eingang, das ist sogar besser (woher weisst du, das die externe Diode frueher leitet und mehr Strom uebernimmt als die interne ?)

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Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
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MaWin

MaWin schrieb:

...

Moment, ich spreche jetzt nicht vom Abschalten sondern von einem Differenzierglied am Eingang, also z.B. so:

^ ^ Vcc | | | +-+ | - | | | D ^ | | R | 74HCxx | |_| | _ | | | _| |_ o---||---+---+----| IN C |

Ohne D geht mit jedem pos. Impuls der Eingang auf 2*Vcc hoch und die interne Diode muss den Kondensator entladen. Deshalb habe ich in solchen Fällen immer (wie oben gezeigt) eine Diode parallel zum Widerstand gelegt. Meine Frage war jetzt, ob das wirklich immer nötig ist oder ob man die (vielleicht abhangig von C) einfach wegoptimieren kann? Bei kleinem C ist ja nur wenig Energie im Kondensator gespeichert, der Strom kann aber natürlich ziemlich groß werden.

Gruß Gerd

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Gerd Kluger

Gerd Kluger schrieb im Beitrag ...

Auch beim Nicht-Abschalten ist das dieselbe Schaltung mit denselben Regeln: Bestimme, wie hoch der Strom sein kann, er haengt bei dir von der Stromlieferfaehigkeit des Eingangs ab, also des Ausgangs der vorhergehenden Schaltung. Ilatchup und du solltest eine montieren.

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MaWin

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