ЖКИ 5V, контроллер 3V согласование., вопрос о надёжности работы. Опции

[Nikkolaj]

Добрый день.
Разрабатываю устройство: контроллер Atmel +3,3V, ЖКИ модуль Winstar WH1602B, температурный диапазон -20С ...+50С.
Решил что самое простое и дешёвое решение ЖКИ модуль запитать от +5V (они всё равно на плате есть)
и обойтись без отрицательного источника для Vo.
Если не читать состояние контроллера ЖКИ, то управляющие сигналы можно подать напрямую, без согласования уровней.
Судя по документации всё должно работать нормально.
На этом форуме прочитал старые сообщения о том, что такое решение плохо работает. (автор rezident)
Скажите пожалуйста, у Вас действительно были случаи,
когда контроллер ЖКИ при питании +5V не воспринимает сигналы от контроллера Atmel с питанием +3,3V ?
Поделитесь опытом.

[Nikkolaj]

Спасибо за подробный, аргументированный ответ.
С Вашим первым аргументом я полностью согласен.
Специально посмотрел даташит, действительно на входах LCD-контроллера имеются встроенные pull-up резисторы с током до 250мкА.
Правда, 250мкА это наверное при 0V на входе, а при 3V на входе будет примерно 100мкА.
Если шина 8 разрядная, то по всем входам вместе до 1мА может набраться.
При малопотребляющем МК это действительно может иметь значение.
В моём случае контроллер потребляет ~ 20мА, да и остальная схема тоже ~ 20мА.
При таком потреблении дополнительный 1мА от +5V скорее всего ничего плохого не сделает. Как Вы считаете?
Хотя конечно сам факт перетока от +5V на +3V очень неприятный, и при возможности от него надо уходить.
Просто на плате места совсем в обрез.
С Вашим вторым аргументом я согласен только частично.
Всё таки -20С это температура окружающей среды, в приборе будет немного теплее.
Или определяющей является температура внешней стороны стекла ? Этого я не знаю.
В крайнем случае я могу смириться, если вместо -20С будет например -17С, или -15С.
С Вашим третьим аргументом я полностью согласен.
Я тоже всегда стараюсь максимально разобраться со всеми режимами работы схемы.
Я тоже не знаю как можно сделать такую резкую зависимость VIH от питания.
Правда есть одно …предположение.
Думаю что требования второй таблицы VIH = 2,2V для напряжений питания 4,5 - 5,5V,
как более жёсткое требование, они все-таки выполняют, иначе нашлись бы фирмы,
которые предъявили бы им серьезные претензии.
А в диапазоне питания 2,7V - 4,5V уровень VIH, скорее всего, на самом деле ниже чем 0,7*VDD,
просто при таком питании более низкий уровень никому и не нужен.
Поэтому они и написали стандартный уровень для CMOS микросхем.
Он всех устраивает.
Возможно это не схемотехническое, а коммерческое решение.
Просто поверить, что при напряжении питания +4,5V они делают такой резкий скачёк
уровня VIH очень сложно.
Но это только предположение, и не более того.

Получается, что при МК с питанием +3V, есть только два 100% надёжных варианта.
1. ЖКИ с питанием +5 V, и преобразователями 3V <=> 5V.
2. ЖКИ с питанием +3 V, и дополнительный источник отрицательного напряжения для Vo.
Источник отрицательного напряжения можно использовать как свой, так и внутренний, установленный на ЖКИ. Только придётся следить чтобы поставили ЖКИ с установленным источником.
А напряжением VDD –Vo Вы управляете от контроллера c датчиком температуры, по выходу PWM ?
Подскажите пожалуйста, явление когда ЖКИ на холоде работает более медленно, когда его ” подмораживает “ - это связано с недостаточным напряжением VDD –Vo, или нет?
Заранее благодарю за ответ.

[rezident]

А напряжением VDD –Vo Вы управляете от контроллера c датчиком температуры, по выходу PWM ?

По-разному бывает. PWM от контроллера проще всего. Но делал также и схему с инвертором на LM555 и резистивным ЦАПом, совмещенным с управлением шиной LCD-контроллера, на PCF8575. Получался этакий LCD-модуль с обычным "параллельным" LCD-контроллером, но с управлением по двухпроводной шине I2C. Аналогично для шины SPI делал на 74HC595.

Подскажите пожалуйста, явление когда ЖКИ на холоде работает более медленно, когда его ” подмораживает ” - это связано с недостаточным напряжением VDD –Vo, или нет?

Сергей уже ответил. Причина в самих жидких кристаллах, которые более медленно меняют свою поляризацию при низких температурах.