[EL]74HCxx en 3.3V

[RetepV]

Hi, ik ben bezig met een schema'tje om een Nokia 3310 LCD display'tje op de LPT poort aan te kunnen sluiten. Dit display werk echter op 3.3V, er moet dus een level-conversie van 5V naar 3.3V gebeuren.

Nou las ik in een (heel oud) databoek dat gewone 74HCxx logica zonder al te veel problemen 3.3V kan lopen. Het zijn voornamelijk de propagation delays die omlaag gaan, maar dat is niet zo'n probleem. Maar ik heb er dus zelf geen ervaring mee...

Mijn zelfontworpengestolen schema gebruikt een 74HC14 (hex inverted schmitt trigger). Als ik die nu voedt met 3.3V, komt er dan 3.3V uit als ik 0V op een ingang zet? En 0V als ik 5V op een ingang zet? En zijn er nog dingen waar ik op moet letten?

PS:

Ik vond deze link: Forum - Minniterminal mit Nokia 3310 LCD und 4x4 Tasten. Erg interessant, maar ik wil het LCD direkt vanuit de LPT poort sturen i.p.v. het met een microcontrollertje te doen. Het LCD is 48x84, en om er animaties op te kunnen tonen wil ik zo veel mogelijk snelheid hebben. Dus wil ik het display direkt op zijn I²C port aan kunnen sturen.

PPS:

Schema en software heb ik dit weekend ontworpen, maar er is nog niks concreets af (vandaar ook deze vraag). Ik wil wel het spul hier gaan posten, moet ik dan een nieuw topic openen of kan dat in dit topic? In het laatste geval is de titel nie ech goei...

[Verwijderd]

Zet er een 3,3V regelaar tussen: - LD-2517 V 33 - Conrad Art.nr. 147028 - € 1,92
en anders pak je de 3,3V van je ATX voeding of zet je er een diode/zener/weerstand tussen.

Genoeg mogelijkheden in ieder geval: van 12v naar 3V hoe?

Houdt er wel rekening mee dat je logisch "1" nooit hoger is als de voedingsspanning van het IC en logisch "0" nooit lager als ground. Bij TTL worden iig waarden tussen 0 - 0.8V als low/"0" gezien en waarden tussen 2 - 5V als high/"1". Geen enkel probleem dus als je high/"1" maar 3,3V is.

[ Voor 72% gewijzigd door Verwijderd op 08-12-2003 11:35 ]

[AcouSE]

En die 74HCxx kun je gewoon met 3,3V voeden. 5V TTL in en 3,3V uit.

[RetepV]

edit:

Ik geef toe dat ik het zelf makkelijk had kunnen uitvinden, maar ik moet de 74HC14 bestellen samen met een paar breadboards en nog wat ander spul. Dat duurt een paar dagen, dus ik vroeg hier even naar ervaring .

Oeps, Quote knop ingedrukt i.p.v. Edit knop .

Dan maar nog een vraagje. Dus als ik een 74HC14 voedt met 3.3V en ik stop er 5V aan de ingang in, dan krijg ik gegarandeerd niet (5V-3.3V) 1.7V op de uitgang...?

[ Voor 107% gewijzigd door RetepV op 08-12-2003 12:15 ]

[AcouSE]

Nee, maar je moet natuurlijk wel de grounds aan elkaar knopen.

[Dr Nix]

Volgens de datasheet kan deze hc-chip werken met een Vcc (voeding) van 2 tot 6 volt. Een "0" zal tussen de 0 en de 0.26 volt liggen, en een "1" zal, bij vcc=2 1.9 volt bedragen, en bij vcc=6 minimaal 5.48 volt bedragen. zie ook: hier

[Verwijderd]

als je de voedingsspanning op 3,3 houd, zal het IC dan geen spanning van de ingangen pakken om zo proberen toch de uitgangen naar 5 volt te brengen?

[Verwijderd]

Nee, zoals Dr Nix ook al vermeld zal bij een voedingsspanning van 3,3V de uitgang maximaal 3,3V en minimaal 3,2V zijn bij logisch "1"/high.
Zie ook pagina 6+7 in de datasheet: http://www.semiconductors...tasheets/74HC_HCT14_3.pdf (Vo max. = Vcc en Voh min. 1,9@2Vcc / 4,4@4,5Vcc)

[ Voor 18% gewijzigd door Verwijderd op 08-12-2003 21:10 ]

[Vaagharses]

euh gewoon 3,3V logica pakken met 5V tolerant pins. Bijvoorbeeld de 74LVC** serie.

Het mooie van 3,3V TTL en 5V TTL is dat de treshold levels EXACT gelijk zijn. Mocht je echter CMOS gebruiken dan kan je wel eens in de problemen komen.

[RetepV]

Vaagharses schreef op 09 december 2003 @ 09:40:
euh gewoon 3,3V logica pakken met 5V tolerant pins. Bijvoorbeeld de 74LVC** serie.

Het mooie van 3,3V TTL en 5V TTL is dat de treshold levels EXACT gelijk zijn. Mocht je echter CMOS gebruiken dan kan je wel eens in de problemen komen.

Ik heb eigenlijk maar 1 ding waar een 'probleempje' in zit, en dat is het reset-circuit voor de LCD.

Uit de docs van de PCD8544 (de driver op het LCD'tje):

Immediately following power-on, the contents of all internal
registers and of the RAM are undefined. A RES pulse
must be applied. Attention should be paid to the
possibility that the device may be damaged if not properly
reset.

Er *moet* dus een power-on-reset gegeven worden. Dat doe ik nu met een R, een C en één van de poorten uit de 74HC14. Op 3.3V duurt de reset puls 100ms (volgens simulatie) en op 5V zo'n 150ms. De reset puls moet minimaal 30ms zijn en er is geen maximum, dus dat is wel goed. De reset puls moet echter wel binnen 100ms toegepast worden, en in beide gevallen wordt de reset puls binnen een paar nanoseconden al gegenereerd.

Het nadeel is nu alleen dat ik geen buffer poortje meer over heb om vanuit de printerpoort met een bitje een 'harde' reset te genereren (ik hang liever niets ongebuffered aan de LPT). Misschien dat ik dat nog met een simpel transistorretje kan doen, er zit ook al een transistor op om 3.3V uit de 5V te maken.

Ik gebruik de demo versie van B2 Spice A/D V4 om kleine dingetjes te simuleren. Is wel leuke software.

[AcouSE]

Je kan een diode nemen en daarmee vanuit de printerpoort het C-tje vullen om zo ook met de software een reset te kunnen geven.

[RetepV]

AcouSE schreef op 09 december 2003 @ 12:40:
Je kan een diode nemen en daarmee vanuit de printerpoort het C-tje vullen om zo ook met de software een reset te kunnen geven.

Volgens mij moet het C'tje geleegd worden i.p.v. gevuld. De 74HC14 is inverting, dus ik heb het volgende schakelingetje bedacht:

code:

_______  +5V
      |
     _|_
     ___
    / | \
      |       |\
      |_______|  \0_____    /RES
      |       |  /
      \       |/   74HC14
      /
      \      
     _|_
          GND

Als de spanning aan gaat, wordt de spanning over de R heel snel +5V (of +3,3V), waarna hij langzaam omlaag valt naar 0V.

Eigenlijk begrijp ik niet helemaal precies wat er gebeurt. Wat ik heb gedaan is namelijk een gewoon R/C netwerk gepakt (die ik wel kan verklaren), maar de R en de C omgedraaid .

Erg hé, ik snap heel veel van digitale electronica, maar een simpel analoog schakelingetje als dit kan ik niet verklaren . Ik ga vanavond nog even aan de slag met de simulator, eens de stromen meten, dan moet het wel duidelijker worden.

[Vaagharses]

RetepV schreef op 09 december 2003 @ 12:14:
[...]


Ik heb eigenlijk maar 1 ding waar een 'probleempje' in zit, en dat is het reset-circuit voor de LCD.

Uit de docs van de PCD8544 (de driver op het LCD'tje):


[...]


Er *moet* dus een power-on-reset gegeven worden. Dat doe ik nu met een R, een C en één van de poorten uit de 74HC14. Op 3.3V duurt de reset puls 100ms (volgens simulatie) en op 5V zo'n 150ms. De reset puls moet minimaal 30ms zijn en er is geen maximum, dus dat is wel goed. De reset puls moet echter wel binnen 100ms toegepast worden, en in beide gevallen wordt de reset puls binnen een paar nanoseconden al gegenereerd.

Het nadeel is nu alleen dat ik geen buffer poortje meer over heb om vanuit de printerpoort met een bitje een 'harde' reset te genereren (ik hang liever niets ongebuffered aan de LPT). Misschien dat ik dat nog met een simpel transistorretje kan doen, er zit ook al een transistor op om 3.3V uit de 5V te maken.

Ik gebruik de demo versie van B2 Spice A/D V4 om kleine dingetjes te simuleren. Is wel leuke software.

Luister nou ;-) ik weet niet om hoeveel signalen het gaat. Maar je pakt als je niet wil inverteren bijvoorbeeld een 74LVC244 en de VCC sluit je op 3,3V aan. Alle 1's die er uit komen zijn dan 3,3V (zoals je wil om je 3,3V logica niet op te blazen). De input van deze chip mag wel 5V zijn, want hij heeft 5V tolerant pins. Zo ben je dus klaar. En geen spanningsdelers/diodes aan de ingang nodig of gekut met transistortjes. Stuk simpeler inelkaar te plakken .... ... ...

[Verwijderd]

RetepV schreef op 09 december 2003 @ 13:43:
[...]


Volgens mij moet het C'tje geleegd worden i.p.v. gevuld. De 74HC14 is inverting, dus ik heb het volgende schakelingetje bedacht:

code:

_______  +5V
      |
     _|_
     ___
    / | \
      |       |\
      |_______|  \0_____    /RES
      |       |  /
      \       |/   74HC14
      /
      \      
     _|_
          GND

Als de spanning aan gaat, wordt de spanning over de R heel snel +5V (of +3,3V), waarna hij langzaam omlaag valt naar 0V.

Eigenlijk begrijp ik niet helemaal precies wat er gebeurt. Wat ik heb gedaan is namelijk een gewoon R/C netwerk gepakt (die ik wel kan verklaren), maar de R en de C omgedraaid .

Erg hé, ik snap heel veel van digitale electronica, maar een simpel analoog schakelingetje als dit kan ik niet verklaren . Ik ga vanavond nog even aan de slag met de simulator, eens de stromen meten, dan moet het wel duidelijker worden.

Dat is niet moeilijk, zodra je 5V op het RC netwerkje zet loopt er een stroom omdat de condensator leeg is. Over de weerstand staat dan de volledige spanning en die daalt dan weer omdat de condensator opgeladen wordt. Aan het eind van de rit staat de volledige voedingsspanning over de condensator en staat over de weerstand 0V.

[RetepV]

Vaagharses schreef op 09 december 2003 @ 18:21:
Luister nou ;-) ik weet niet om hoeveel signalen het gaat. Maar je pakt als je niet wil inverteren bijvoorbeeld een 74LVC244 en de VCC sluit je op 3,3V aan.

Nee, helaas, voor de I²C lijnen heb ik schmitt trigger apparaatjes nodig om de flanken goed te houden. Ik wil het interfaceje eigenlijk zo maken dat ik hem kan gebruiken voor het LCD schermpje maar het ook kan gebruiken als stand-alone I²C interface. Dus hou ik me aan de 'recommendations', en ik zie overal dat er schmitt triggers gebruikt worden.

Maar ik heb nu helaas 6 poorten in gebruik, en dus moet ik voor een extra buffer (om de LPT port te beschermen, wie wil er nou een opgeblazen on-board LPT port op zijn mobo?) OF een extra IC plaatsen OF gewoon een transistor. Daarom dat ik met transistor kwam, die neemt minder ruimte in beslag dan een extra IC .

Ik wil het schema wel hier plaatsen, maar eigenlijk zijn we nu wel off-topic zat. Dan moet ik dit topic OF aanpassen OF een nieuw topic openen. Ik heb alleen nog niet de spullen in huis om daadwerkelijk aan de slag te gaan (ik heb breadboards besteld, die had ik nog niet ), dus wil ik eigenlijk gewoon nog geen topic openen.

Ik wil er wel even bij zeggen dat ik best wel wat weet van digitale electronica, zie mijn profiel b.v., maar dat ik al jaren niets meer met electronica heb gedaan. Ik ben dus wat roestig, en dan vooral m.b.t. het analoge gebeuren...

[RetepV]

Verwijderd schreef op 09 december 2003 @ 18:34:
[...]


Dat is niet moeilijk, zodra je 5V op het RC netwerkje zet loopt er een stroom omdat de condensator leeg is. Over de weerstand staat dan de volledige spanning en die daalt dan weer omdat de condensator opgeladen wordt. Aan het eind van de rit staat de volledige voedingsspanning over de condensator en staat over de weerstand 0V.

Hmm, ja goed, als ik het in 'electronen' bekijk, dan kan ik het verklaren. Alle electronen uit de lege (neutrale) C verdwijnen naar De condensator wordt langzaam opgeladen doordat de electronen niet zo snel van de GND door de R heen naar de C kunnen.

Als ik het in 'stromen' bekijk, dan wordt het wat lastiger voor mijn verbeelding. Volgens mij is het inderdaad makkelijker als je het in 'spanningen' bekijkt. In het begin is de C ongeladen. Als de spanning aan gaat, dan staat er idd. 0V over de C, waardoor de maximale spanning wel over de weerstand *moet* staan. De C wordt vervolgens geladen, maar langzaam omdat de R de stroom op de C begrenst. Dus de spanning over de C loopt langzaam op en de spanning over de R loopt langzaam af.

Bij een reset moet ik dus zorgen dat de C weer 'leeg' wordt (of beter: neutraal geladen). Dan moet ik dus VCC op het knooppunt zetten, oftewel de C kortsluiten (met een weerstandje van [duimzuig]220ohm[/duimzuig] om de stroom te beperken tot een paar mA).

Dat zou idd. kunnen door een diode (om de teruggaande stroom tegen te houden) in serie met een weerstandje (om de stroom te beperken) aan de LPT te hangen. LPT = 5V, dan wordt de Reset gestart. Als LPT weer naar 0V gaat, dan loopt de lading van de C weer weg over de R (door de diode) en een paar tiental ms later stopt de Reset weer.

Beter is het volgens mij dan toch om de C echt kort te sluiten naar de VCC m.b.v. een transistortje (met ook hier in serie een weerstandje). Stel je voor dat de VCC 3.3V is , terwijl de LPT 5V uit stuurt. Dan komt er -1.7V over de C te staan (de spanning over de C wordt dus omgepoold). De C is een gepolariseerde ELCO, en ik *denk* dat die zo'n ompoling van de spanning niet zo leuk vindt.

Edit:

VCC is hier de spanning van het interface schema'tje, die heb ik instelbaar gemaakt op 3.3V of 5V. Maar de LPT zal altijd 5V uitsturen, en daar moet ik wel rekening mee houden.

[ Voor 36% gewijzigd door RetepV op 11-12-2003 11:58 ]

[AcouSE]

Als je met een diode 5V op het knooppunt tussen de weerstand en de condensator zet "til" je de positieve pin van de C op naar ongeveer 10V (5V op het knooppunt + 5V lading). Aangezien de C aan de 5V voeding hangt zal deze zich razendsnel ontladen (met een stroom die gelijk is aan 5V/R, waarbij R de weerstand van de kabel is). Dit is misschien niet al te best voor de rest van je schakeling, en daarom zou je een zenerdiode van bijv. 5,1V tussen de 5V en GND kunnen hangen (Vlak naast de C). Als je dan 5V op het knooppunt zet ontlaadt de C zich in de zener.

[Verwijderd]

Nou, die 10V komt over de het RC-netwerkje te staan en de bovenkant van de C is aangesloten op een poort van het IC. Daar komt dus wel even 10V op te staan.
De voedingsspanning van 5V blijft wel 5V.

[RetepV]

Hi, tnx voor de replies. Omdat deze vraag eigenlijk onderdeel was van een algemener project heb ik maar een nieuw topic geopend. Deze mag wat mij betreft dicht, want ik denk dat dit alleen maar verder off-topic gaat (als er al gereageerd wordt).

Dit is het nieuwe topic, hier verder.