Смотрите описание внешних портов ввода-вывода. Должны быть схемы приведены, или хотя бы написано что-то на этот счет...

Неа, не нахожу

Судя по допустимому диапазону входного напряжения для любого пина, можно предполагать, что диоды там все-таки есть:

Но прямого упоминания о них тоже не нашел... Если сомневаетесь, поставьте внешние...

Сообщение отредактировал @Ark - Oct 13 2012, 22:22

Если в даташите нет схем входных каскадов, то часто указывают предельный входной ток. Это и есть параметр защитного диода.
Их вроде везде уже ставят, даже в простых логических схемах внутри они есть.
Идея опрашивать датчики, включенные в виде матрицы - вполне работосбособна. Когда-то даже делал 8х8 для сухих контактов. Экономит входы-выходы. Но посчитать по постоянному току все уровни и падения на ключах нужно аккуратно.

Во всех современных МП и логике есть защитные диоды шоттки на входах (I/O). Но! Они маленькие и малотоковые (например сравните 0.5В при 20мА, а не 0.35В при 500мА) из-за проблем с их габаритами и паразитными емкостями (из-за скорости) и рассчитаны они не на постоянную работу, а на случайные и редкие события (разряд от от тела и пр.) в основном при тестировании при изготовлении, упаковке и монтаже и деградируют при этом. Рассчитывать на них нельзя. Поэтому в серъезной аппаратуре надо ставить свои шоттки, TVS и даже доп логику для развязки на входах куда подключены внешние сенсоры, кабели или другие приемники и даже передатчики. У Вас есть выбор: проверить это на своей шкуре (изделиях) либо спать спокойно. Я проверял это на своей шкуре. Защита, защита и еще раз защита... В Вашем случае рекомендую оптроны ставить на туже плату, где МП, подключать внешние кабели к светодиодам оптронов через токоограничивающие резисторы и защищать входы со стороны кабелей TVS-ами (благо их полно вплоть до 0402 корпусов). Резисторы SMD (если они SMD токоограничивающие) деградируют от статики, поэтому TVS-ы надо ставить прямо на воде. Даже при этом серъезная статика (15кВ по воздуху) может выводить из строя МП за счет паразитных емкостей на плате и оптронов я это тоже проходил на своей шкуре.

Да ладно, Вам! Тот же Микрочип даже не возражает, если через эти защитные диоды Вы будете запитывать весь МК в постоянном режиме. А входные токи в пол ампера - это вообще нонсенс для МК, при его собственном общем потреблении порядка 10-100мА, да и то не всегда...

В серьезной аппаратуре обычно не тянут по кабелю на 15 метров логические цифровые сигналы, тем более - аналоговые. За редкими исключениями, связанными, как правило, со стыковкой с какой-нибудь допотопной аппаратурой полувековой давности. Оцифровывают все "на месте", затем передают по RS485 или RS422, например. Там все перечисленные Вами проблемы давно и успешно решены - дешево и сердито. Так что, не морочьте голову начинающим...

Сообщение отредактировал @Ark - Oct 14 2012, 06:56

Роль встроенных диодов на входе МК состоит в том, чтобы во время транспортировки и хранения МК предотвратить пробой затворов входных MOSFET транзисторов. Они отнюдь не предназначены для того, чтобы защищать входы МК от чего бы то ни было в рабочем режиме.

Если в рабочем режиме через эти диоды протекает заметный ток, то этот ток может вызвать срабатывание паразитной тиристорной структуры, которую данные диоды образуют вкупе с остальными транзисторами МК. Срабатывание этого паразитного тиристора приводит к катастрофическим последствиям: МК "закорачивает" питание через себя, после чего МК может просто сгореть, если шина питания способна обеспечить достаточно большой ток. При малых токах питания МК не сгорает, однако утрачивает работоспособность, привести его в рабочее состояние можно только после выключения питания.

Ранние ИС серьезно страдали от этого эффекта, они защелкивались от каждого кошкина бздеха. Впоследствии JEDEC ввело стандарты, согласно которым паразитный тиристор должен быть довольно нечувствительным. Стандарты требуют, чтобы паразитный тиристор не срабатывал, если через входны диоды защиты от статики протекает ток до 20 мА.

Что происходит в тех случаях, когда в рабочем режиме черех эти диоды протекает ток менее 20 мА, изготовители ИС как правило вообще не оговаривают. Вместо этого они вводят в даташиты типовое требование, чтобы напряжение на любом входе не превышало напряжений земли и питания более чем на +-0.3 В. Понятно, что при соблюдении этого требования защитные диоды на входах МК просто не откроются.

После настойчивых расспросов служб тексуппорта многих фирм, разным людям с трудом удавалось выдавить из них ответ на вопрос, какой величины ток через защитные диоды будет безопасен в рабочем режиме. Как правило ответ был такой: не более 0.5 мА, при превышении этого тока работоспособность МК не гарантируется.

0.5 мА - это очень мало, построить надежную защиту в расчете на такой ток довольно трудно. Если в схеме стоят внешние диоды, они безболезненно выдержат ток порядка 1 А, защита получится надежной. А резистор между входом МК и внешними диодами как раз и будет гарантировать, что через диоды защиты МК ни при каких обстоятельствах не будет протекать ток более 0.5 мА.

Вам только забыли расшировать, что именно не гарантируется... Не гарантируется правильная работа, например АЦП или компараторов. Особенно, если аналоговый вход АЦП расположен рядом со входом, на котором в этот момент могут сработать защитные диоды. Еще когда напряжение питание МК используется как опорное для этих модулей... Решаются эти проблемы относительно просто - на время подобных преобразований, все "подозрительные" входы, где могут открыться защитные диоды, должны переключаться на выход. Тогда подобных эффектов не будет.
С эффектом защелкивания как-то ни разу не приходилось сталкиваться, если соблюдать ограничения тока, согласно DS. Видимо это проблема решена производителями МК.

Ну а вам забыли привести полный список узлов, на который этот ток может оказывать влияние. Поэтому вы находитесь в блаженной уверенности, что "решаются эти проблемы относительно просто".

Мне лично достаточно того, что хоть не гарантируется работа хоть какого-то узла. Будь это АЦП, компаратор, Brown-out Detector, RTCC или PLL, гадать на сей счет и экономить гроши за счет внешних диодов - в ущерб надежности - я и сам не буду, и другим не стану советовать.

Выбор достойный, конечно. Но китайцы Вас не поймут...
Вообще-то, в схеме топикстартера, похоже, ни АЦП, ни компараторы не используются. А защитные диоды будут срабатывать только в явно аварийных ситуациях. Так что, проблема больше надуманная, чем реальная. Отсутствие внешних диодов никак не скажется на надежности работы данного конкретного устройства, по моему скромному мнению.

Нет не забыли. В DS на PIC-и эта ситуация где-то описана - на что именно может повлиять ток через защитный диод.


Сообщение отредактировал @Ark - Oct 14 2012, 07:20

Какой МК используется ТС, и какие в нем используются узлы я не знаю, а гадать не люблю. Статический разряд "аварийной ситуацией" не считаю, мои устройства при этом обязаны продолжать работать и не глючить. Для промышленных устройств это типовое требование.

Начинающим и недостаточно опытным разработчикам еще раз посоветую не экономить на надежности и защите. Это не окупается, затраты на последющую борьбу с глюками намного превышают все копеечные экономии такого рода, даже если проблемы возникают не в каждом пректе, а в одном из нескольких. Кроме того, советую не использовать "контекстно-зависимые" решения, типа перевода входов на выход на время работы АЦП, и т.п. Для радиолюбителей такой подход вполне годится, а для промышленных изделий лучше им не пользоваться. Консервативные и простые решения гораздо предпочтительней. Чтобы понять это на собственной шкуре, вам потребуется накопить годы опыта. Но только дураки учатся на своих собственных ошибках (с)

Для начинающих - конечно предпочтительнее. До той поры, пока они не начнут делать серийные промышленные изделия. Тогда они обнаружат, что все "консервативные и простые решения" уже давно сделаны до них, и повторять их нет смысла - не продадутся эти изделия. А другие решения использовать - им религия запрещает. А чтобы понять, что они могут быть не менее надежными и не глючными - потребуются годы опыта работы с совершенно другими подходами. Но только дураки учатся на своих собственных ошибках (с)

Подобные рассуждения имеют хоть какой-то смысл только на коротких промежутках времени, когда экономическая картина выглядит статической, а технический прогресс незаметен. Они могут встретиться у молодых людей, для которых полгода жизни - это целая эпоха. А на больших отрезках полностью теряет смысл, поскольку техника вообще и электроника особенно развиваются настолько быстро, что никакое "то, что уже давно сделано" не живет более полутора десятков лет в лучшем случае. Даже на замену новые изделия в основном продаются не за счет снижения их цены на пять копеек, а за счет того, что они имеют новые функции. А кроме замены, которая сама по себе не делает большой погоды, гораздо большую роль играет экспансия - новые изделия появляются там, где раньше просто ничего не было, потому они и продаются.

А вот там, где старые надежные изделия пытаются заменить сделанным наспех глюкаловом, которое чуть-чуть дешевле, там, действительно, проблемы с продажами неизбежны - рынок это отвергает.

Противоречите сами себе: то для Вас полгода - не эпоха, то развитие "настолько быстрое", что решение живет полтора десятка лет...

Под замену, новые изделия начинают искать только если старые чем-то не устраивают. Из всех предложенных на рынке выбирают те, у которых соотношение цена-качество лучше, при приемлемой цене. Ради сомнительных новых функций и модных фитчей в промышленности изделия менять никто не будет, и оплачивать прибавку к цене за их наличие - тоже. Они обычно идут "в нагрузку" к базовым функциям совершенно бесплатно, и зачастую остаются пользователями невостребованными...

Это где еще такие места остались? По моему все ниши забиты "выше крыши", и найти свободную - очень трудно.

Еще раз. Если Вы выйдете на рынок со "старым надежным решением" и аналогичной ценой, где подобных "решений" и цен уже и так "пруд пруди" - рынок вас также отвергнет, как если выйдете с "наспех сделанным глюкаловом".

Я бы сделал одно дополнение: Должны работать после (не во время) приложения статики. Работа (и что именно понимается под "работой") во время приложения статики, на мой взгляд, должна оговариваться отдельно.


+