Pin UART a MCU non alimentato?

Sto usando un IC USB-UART con un MCU, che è alimentato da una batteria.

L'IC USB-UART è alimentato dal connettore USB, non dalla batteria, quindi non ho bisogno di aprire una console ogni volta che l'interruttore si spegne e si accende.

^{simula questo circuito - Schema creato usando CircuitLab}

modifica: non l'ho disegnato sulla figura ma l'IC ha un regolatore interno da 3,3 V e ogni VDD è al livello di 3,3 V quando l'interruttore è acceso.

Ora sono preoccupato quando l'USB è collegato e l'interruttore è ancora spento.

Il documento MCU afferma che il valore massimo di ogni pin di ingresso è VDD + 0,3, che sarebbe 0,3 V quando l'MCU non è alimentato.

Se la coppia TX / RX sul lato USB-UART aumenta, distruggerà i pin sul lato MCU?

In tal caso, di cosa ho bisogno tra le coppie TX / RX?

Dipende dall'MCU, ma nella maggior parte dei casi accenderà l'MCU e possibilmente il resto della scheda attraverso l'MCU. L'MCU proverà a funzionare e farà cose strane. La tua tavola farà cose più strane. Se la tua scheda assorbe abbastanza corrente, danneggerà quel pin sull'MCU.

È necessario disporre che il segnale UART rimanga a 0 V quando l'MCU è spento. Se il chip UART (o UART) che si sta utilizzando non ha un pin di abilitazione (i chip UART USB con cui ho lavorato possono essere configurati esattamente nel caso che si sta descrivendo), allora E l'output UART con il VCC del microprocessore.

La soluzione potrebbe essere semplice come un NMOS tra il pin TX dell'USB-UART (drain) e il pin RX dell'MCU (sorgente), con il gate collegato all'MCU VDD.

Ciò significa che USB-UART sarà in grado di pilotare solo fino a 3,3 V meno la tensione di soglia del transistor. Dovrai verificare se questo è ancora sufficiente per soddisfare il V_IH del tuo MCU.

Sono scettico sulle soluzioni che coinvolgono un gate logico alimentato (indirettamente) da VBUS. Finché il gate logico porta l'ingresso MCU in alto, il VCC MCU potrebbe non scendere abbastanza lontano da spegnere il driver TX. Con la soluzione NMOS, il pin TX può essere guidato solo a una tensione inferiore rispetto a VCC, rendendo impossibile questo tipo di feedback.

A proposito, dovresti anche considerare la direzione opposta: se l'MCU è alimentato, ma USB-UART non lo è, ti consigliamo di assicurarti di non alimentare accidentalmente un po 'di USB-UART, svuotando il tuo batteria più veloce di quanto ti aspetti. Una soluzione solo software dovrebbe essere sufficiente per questo.

Ho una soluzione completamente diversa, che, tuttavia, dipende dal chip USB che usi.

Alcuni di essi hanno VBUS e VCCIO diversi. In questo caso, potresti essere in grado di alimentare la parte I / O di quel chip insieme all'uC.

La soluzione semplice è quella di mettere alcuni resistori tra i pin I / O. Ciò limiterà il flusso di corrente nei pin in modo che il ricetrasmettitore non possa alimentare l'UC. Il valore del resistore è un equilibrio tra la limitazione della larghezza di banda tra i chip e la limitazione della corrente.

Buffer logici alimentati da USB ma con uscite abilitate da uC. Ciò equivale all'abilitazione dell'uscita del ricetrasmettitore dell'altra risposta.

C'è un vantaggio a disattivare l'UC quando è collegato al computer? In caso contrario, è possibile alimentare l'UC dall'alimentazione USB a 5 V. I modi per farlo sono:

1. Un interruttore SPDT che seleziona l'alimentazione USB quando la batteria è spenta. Sostituisce l'interruttore SPST nello schema elettrico.
2. Un diodo, diodi, un circuito integrato diodo ideale o MOSFET controllati dall'UC per selezionare l'alimentazione USB quando disponibile. Ora devi considerare cosa succede quando l'interruttore della batteria è chiuso e l'USB è collegato. Il cambio incontrollato della batteria raramente è una buona cosa.

Hai considerato se un paio di buffer a tre stati sarebbe una buona soluzione? È possibile collegare il pin di abilitazione al proprio interruttore e quindi assicurarsi che la polarità da tx a rx sia corretta, il che offre effettivamente la protezione richiesta.