Die maximale Eingangsspannung eines MSP430 beträgt Vcc + 0,3V. Was ist das Ergebnis des ADC, wenn ich Vcc + 0,3 V als Eingang bereitstelle? Ist der digitale Ausgang des ADC nur der Maximalwert?
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Das ist die absolute maximale Bewertung . Es ist ein häufig auftretender Fehler, aber Sie sollten Ihr Gerät unter diesen Bedingungen niemals betreiben. Selbst wenn die Zahlen darauf hindeuten, dass dies akzeptable Werte sind, kann ein kontinuierlicher Betrieb bei diesen Werten das Gerät beschädigen.
Die meisten ADC-Typen, einschließlich MSP430 Sigma-Delta, liefern jedoch einen maximalen Messwert, wenn die Eingangsspannung höher als die Referenz ist. Der Grund ist, dass der ADC eine von der Referenz abgeleitete Spannung (entweder durch Integration wie in Sigma-Delta oder durch Ladungsumverteilung wie in SA) mit der Eingangsspannung vergleicht und da diese höher ist als die Referenz dieser Spannung wird niemals den Eingangspegel erreichen.
edit
Es ist eine gute Designpraxis, ein scharfes Auge für solche Höchstwerte zu haben. Wenn Sie wissen, dass die Eingangsspannung möglicherweise höher als die ADC-Referenz ist, sollten Sie sie mit einem Spannungsteiler etwas verkleinern. Sie verhindern nicht nur Schäden, sondern können auch über den gesamten Bereich messen. Wenn die Referenzspannung 3,6 V beträgt, erhalten Sie bei einer Eingangsspannung von 3,6 V und einer von 3,7 V den gleichen Wert, aber Sie werden nicht klüger.
Ich werde eine Antwort hinzufügen, weil dieses Thema einer meiner Kreuzzüge im Leben ist.
Dies ist "ziemlich lang +++", da ein vollständiger Hintergrund die Leute davon überzeugen kann, es NIEMALS zu tun. Bisher hat es nicht funktioniert :-)
Das Anlegen einer Spannung über oder unter dem angegebenen Bereich für den normalen Betrieb kann zu zufälligen unerwarteten Ereignissen führen. Dies ist etwas, das Sie NIEMALS tun sollten, ohne genau zu wissen, was passieren kann und warum es passieren kann, und ohne die Bereitschaft, die möglichen Konsequenzen zu akzeptieren.
Denn: Die meisten Pins der meisten Mikrocontroller sind durch eine "intrinsische" Diode zwischen dem Pin und der entsprechenden Versorgungsschiene gegen Über- oder Unterspannung geschützt. Diese Diode ist im Normalbetrieb normalerweise in Sperrrichtung vorgespannt, leitet jedoch Strom für Spannungen über Vdd an Vdd und eine äquivalente Diode leitet Strom für Pin-Spannungen unter Masse an Masse. In der folgenden Diskussion werde ich mich nur auf die Diode vom Pin bis Vdd beziehen - das gleiche Prinzip gilt für die Pin-Masse-Diode.
Wie oben erwähnt, ist diese intrinsische Diode oder Körperdiode oder Schutzdiode üblicherweise in Sperrrichtung vorgespannt. Wenn es in Sperrrichtung vorgespannt ist, hat es im Wesentlichen keine Auswirkung auf den Betrieb. Wenn die Pin-Spannung über Vdd angehoben wird, beginnt die Diode in Vorwärtsrichtung vorgespannt zu werden und zu leiten. Die Diode wird als intrinsische Diode bezeichnet, da sie als natürlicher Bestandteil der mechanischen Architektur des IC ausgebildet ist. Es ist möglich, Pins herzustellen, die diese intrinsische Diode NICHT haben, aber einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt erfordern. Nehmen Sie also Platz und kosten Sie Geld. Der Pin ist dann ungeschützt, sodass Pins diese Diode haben können, es sei denn, es besteht ein besonderer Bedarf, sie nicht zu haben . Ein Beispiel ist, wenn während des Programmierens an einen Pin eine Hochspannung angelegt wird (z. B. 12 V, die an einen Pin eines 3 V- oder 5 V-Produkts angelegt werden. Es gibt Konstruktionsmethoden, die diese intrinsische Diode nicht haben (wie z. B. Silizium auf Saphir), aber dies sind teure Nischenprozesse. Der Grund, warum es wichtig ist, dass die Diode "intrinsisch" ist, liegt darin, dass dies bedeutet, dass sie in ihrer Position nicht gut definiert ist Der IC-Chip und seine präzise elektrische Verbindung zu den umgebenden Stiften und Teilen sind nicht genau definiert - all dies ist bei Sperrvorspannung fast völlig irrelevant. Wenn es jedoch in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, fließt Strom zu Vdd, ABER der Pfad, über den es dorthin gelangt, ist formal nicht bekannt oder ausgelegt. Die genaue elektrische Verbindung zu umgebenden Stiften und Teilen ist nicht genau definiert - all dies ist bei Sperrvorspannung fast völlig irrelevant. Wenn es jedoch in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, fließt Strom zu Vdd, ABER der Pfad, über den es dorthin gelangt, ist formal nicht bekannt oder ausgelegt. Die genaue elektrische Verbindung zu umgebenden Stiften und Teilen ist nicht genau definiert - all dies ist bei Sperrvorspannung fast völlig irrelevant. Wenn es jedoch in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, fließt Strom zu Vdd, ABER der Pfad, über den es dorthin gelangt, ist formal nicht bekannt oder ausgelegt.
Also - Wenn eine übermäßige externe Spannung an den Pin angelegt wird, leitet die Diode den Pin und klemmt ihn auf einen Diodenabfall über Vdd. Oder versuchen Sie es. Dies ist seine "Schutz" -Funktion. In diesem Fall sind Sie normalerweise nicht allzu besorgt darüber, ob der Prozessor ordnungsgemäß funktioniert, da Sie einen schwerwiegenden Fehlerzustand haben, der behoben werden muss. Der Prozessor kann eine Fehlfunktion aufweisen, da er stark außerhalb der Spezifikation betrieben wird. Solange er jedoch nicht durch die geklemmte Überspannung beschädigt wird und nach Behebung des Fehlers in Ordnung neu gestartet werden kann, gibt es kein großes Problem. So weit, ist es gut.
Wenn die Diode in eine Leitung mit niedrigem Pegel vorgespannt ist, fließen einige extrem kleine Ströme. Diese können weit unter dem Niveau liegen, mit dem ein Stift normalerweise umgehen kann, und weit unter dem Niveau, mit dem er ohne Beschädigung umgehen kann. ABER wo sie fließen ist unbekannt. Sie können in die ADC-Referenzschaltung fließen und die ADC-Genauigkeit verringern. Sie können schwimmende Schaltkreisknoten laden oder entladen, die dazu führen, dass entworfene oder störende MOSFETs unbeabsichtigt eingeschaltet werden, oder sie können Sekunden, Minuten oder sogar Stunden nach dem Entfernen des Stroms eingeschaltet bleiben.
Wenn Sie sich die Formel und ein Diagramm der Diodenübergangsspannung gegen den Strom ansehen, werden Sie feststellen, dass eine Diode zwar bei keiner angelegten Spannung ausgeschaltet ist, sich jedoch ab etwa 0,3 V bemerkbar macht (wenn auch winzig). Ich habe Siliziumtransistorschaltungen gesehen, die mit Vbe-Spannungen (Diodenübergang) im Bereich von 0,4 bis 0,5 V arbeiten. Deutlich unter dem erwarteten Bereich von 0,6 + V.
Aufgrund der nicht entworfenen und unbekannten Strompfade kann das Einspeisen von Strömen im Bereich von uA in mA in eine Körperdiode dazu führen, dass eine Funktion eines Prozessors beeinträchtigt wird oder dass ein System "sehr gelegentlich" auf scheinbar zufällige Weise fehlerhaft ist.
Viele Leute werden Ihnen sagen, dass 0,5 mA, die in eine Körperdiode injiziert werden, niemals Probleme verursachen werden. Sie liegen falsch. In einem gegebenen Beispiel kann der Prozessor niemals "Fehler" machen - aber ebenso leicht kann er zu äußerst arkanen, nicht wiederholbaren Symptomen führen, die sich einer logischen Erklärung oder Analyse entziehen.
All dies habe ich zu Beginn mit Kommentaren zum Verständnis von Warum und Was und der Bereitschaft, Konsequenzen zu akzeptieren, qualifiziert. Wenn dies ein einmaliges Hobbyprojekt ist und Ihre Zeit absolut wertlos ist und Sie sich an diesen Beitrag erinnern, kann ein Pin-Anstieg von 0,3 V bei ordnungsgemäßen Tests und Einbrennungen akzeptabel sein. 0,4 V sind weit im Gefahrenbereich. Wenn es sich um ein kommerzielles Produkt handelt, tun Sie es einfach nicht, es sei denn, Sie sind groß genug, um vertrauenswürdige empirische Daten abzuleiten - im Wesentlichen um Ihr eigenes Datenblatt zu erstellen. YMMV - aber mit ziemlicher Sicherheit nicht.
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Sie erhalten die maximale 10-Bit-Antwort, wenn Sie Vcc + auf Ihren ADC-Pin setzen. Wie Stevenh betonte, sind dies die maximale Nennleistung und nicht die empfohlenen Betriebsspannungen. Aus dem Datenblatt sollte die Eingangsspannung 0 V bis Vcc betragen
Und direkt aus dem Datenblatt P27
Dies setzt voraus, dass Sie einen msp430f2012 oder msp430g2x31 haben
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Für das, was es wert ist, sagen Ihnen einige Hersteller tatsächlich, was passiert, wenn Strom durch die intrinsischen Dioden des Teils fließt. Der dsPIC33EP256MC506 von Microchip verfügt beispielsweise über die elektrischen Spezifikationen DI60a-DI60c, die besagen, dass einzelne E / A-Pins 5 mA "Injektionsstrom" aufnehmen können, solange die Summe aller Pins weniger als 20 mA beträgt, und es gibt einen Hinweis, der besagt
Sie müssten das spezifische Datenblatt für Ihr Teil überprüfen. Wenn sie keine Spezifikation angeben, sollten Sie technisch gesehen keinen Strom durch die intrinsischen Dioden fließen lassen. (obwohl in der Praxis unter einem Mikroampere in den meisten Fällen wahrscheinlich in Ordnung ist)
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