¿Será seguro si conecto las salidas GPIO del STM32F407 (Vdd=3.3V) a las entradas del inversor hexadecimal 74HC04 (Vdd=5V)? ¿Cuál es el mejor método recomendado para añadir un inversor a la salida de la MCU STM32F407?
editar:
Incluye detalles esquemáticos sobre el circuito 74HC04.
Debería ser seguro, ya que el inversor hexadecimal será capaz de manejar 0-5V en su entrada al menos, y sólo estarás aplicando 0-3,3V. La cuestión es si la entrada de 3,3V lógica alta será reconocida como una lógica alta o no. Tienes que mirar la hoja de datos del fabricante de tu pieza, y ver cuál es el "voltaje mínimo de entrada de alto nivel". Un ejemplo aquí: 
En el caso de la pieza anterior, un poco de interpolación lineal da como resultado 3,5 como voltaje mínimo de entrada de alto nivel cuando Vcc es de 5,0V. Este es el peor de los casos, y en mi experiencia, la lógica de 3,3V en tal parte por lo general funciona, pero no se puede confiar, y por lo general nunca quiere confiar en un comportamiento que no se promete expresamente en una hoja de datos a menos que haya hecho pruebas de caracterización significativa de muchas partes.
Tenga en cuenta que el Nexperia 74HC04 funcionará perfectamente como inversor de 3,3V si Vcc es de 3,3V.
Esta pieza (Nexperia 74HCT04) promete un voltaje mínimo de entrada de alto nivel de 2,0V cuando Vcc es de 5,0V. Esta parte definitivamente funcionará bien para su aplicación. 
No se garantiza que un 74HC04 funcione correctamente si se maneja desde una salida CMOS de 3,3V (aunque es casi seguro que funcione ya que es muy poco probable que el dispositivo esté en los límites de la hoja de datos).
El peor caso de tensión requerido para ser reconocido como un nivel alto es el 70% de la tensión de alimentación (Vih). Si el carril de 5V es de hecho 5.25V entonces esto sería 3.675V - por encima de los 3.3V suministrados por el GPIO. El caso más normal es que detecte un poco más de ~50% como nivel alto, lo cual para un riel de 5V es 2.5V y así funcionaría.
La familia de dispositivos HCT es similar a los dispositivos HC, pero están diseñados para este tipo de interconexión y tienen un umbral que es independiente del carril de suministro con un peor caso de 2V que está garantizado para trabajar con la señal de entrada de 3,3V. Sin embargo, tienen una tensión de alimentación más restrictiva de 4,5 - 5,5V.
El dispositivo 74HCT04 es equivalente al 74HC04 pero tiene este umbral mejor controlado.
Los dispositivos HCT se diseñaron en realidad para interactuar con dispositivos TTL bipolares que tenían un Voh de 2,4V en el peor de los casos, pero también funcionarán para su aplicación.
Los niveles lógicos de 3,3V no deben utilizarse con chips HC alimentados a 5V. Una opción es utilizar el pin IO tolerante a 5V en el STM32 en modo de salida opendrain y tener una resistencia pull-up a 5V para que el nivel lógico alimentado al inversor sea de 5V. La limitación es que cuando la MCU está en reset, la resistencia se mantiene alta y la salida del inversor es baja. Otra cosa es, si el MCU puede usar niveles lógicos de 5V, por qué mantener el inversor en absoluto.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
