¿Por qué está conectado mi microcontrolador pasando una corriente a través de él cuando no?

Question

MCU: ATTiny13

Me di cuenta de esto después de intentar depurar por qué empujando mi switch (conectado a través de R2, un 507kOhm resistencia pull-down) hace que el LED dimmer mientras deprimido. El cambio fue impulsado por la misma línea de suministro como el Vcc de entrada al microcontrolador.

Al desconectar el Vcc de entrada (Pin 8), me di cuenta de que el LED todavía estaba encendido cuando el interruptor estaba deprimido. Si he eliminado la conexión de la clavija de 4, el LED sigue encendido, pero menos brillante.

El circuito de abajo representa lo que he observado. El conmutador se retira para simplificar el problema:

¿Por qué sucede esto y cómo puedo evitarlo? Es interferir con la salida cuando se presiona el botón.

Aquí está una foto de el circuito en una protoboard. La línea de alimentación (5V es el cable rojo, el Suelo es de color negro):

Answer 1

Entradas de muchos modernos CMOS dispone de dispositivos de protección ESD diodos desde el puerto de I/O para el suministro de rieles, que la esperanza de desviar los voltajes transitorios a la oferta antes de que causen daño.

Un efecto secundario de esto es que el chip puede, al menos, a un grado de ser alimentado a través de un pin de e/S, una vez que el pin se eleva lo suficiente contra el (unsupplied) suministro para adelante sesgo del diodo. Incluso en las tecnologías sin una protección explícita de los diodos, se podría pasar a un grado, aunque a menudo resultó en muy poco confiable de la operación (error clásico - te olvides de potencia de un chip y ver "tipo de trabajo" lo hice yo mismo con un SPI flash en enero pasado que de alguna manera nunca se consiguió un terreno, y proporcionaría respuestas esperadas de la derecha hasta que traté de escribir flash lugares).

Generalmente usted no quiere a la alimentación de un chip de esta manera - es fuera de los máximos absolutos, y el diodo de protección no puede ser de un tamaño para llevar el régimen de funcionamiento actual. Usted lo ve a veces a pesar de que, tanto en experimentos intencionales, tales como un RF-powered ATTiny etiqueta RFID emulador de experimento, o accidentalmente en casos como tratando de medir el consumo de energía de un sueño MCU y tener que llamar a la corriente de su serie puerto de depuración en lugar de la oferta que están tratando de medir.

Answer 2

La hoja de datos para el dispositivo tiene esta tabla:

En esta tabla, VCC significa el voltaje aplicado al pin de VCC, no la red en tu circuito que han etiquetado VCC.

Puesto que no se ha aplicado ningún voltaje en el pin VCC, no debe aplicar más de 0.5V a cualquier otro pin. Su conexión PB4 está violando esta regla.

Answer 3

La corriente fluye a través de sujeción interior de diodos.

Los circuitos internos (simplificado) se parece a esto:

En este Atmel documento (random nota de aplicación que contiene información acerca de la sujeción de los diodos) se puede leer:

Para proteger el dispositivo de voltajes por encima de VCC y debajo de la TIERRA, el AVR ha sujeción interior de los diodos en los terminales de e/S (véase la Figura 1). El los diodos están conectados desde los pines de VCC y GND y mantener todas las entradas las señales dentro del AVR tensión de funcionamiento (véase la Figura 2). Cualquier voltaje superior VCC + 0.5 V estarán obligados a VCC + 0.5 V (0.5 V es la la caída de tensión sobre el diodo) y cualquier voltaje por debajo de GND - 0.5 V será forzados a GND - 0,5 V.

Answer 4

Sólo una adición a Chris Strattons respuesta correcta.

Usted está hecho de encender el dispositivo a través de la protección de los diodos. Hay varias maneras de proporcionar protección ESD y todos ellos implican el uso de diodos en los pines para conectar a un carril en el interior. Por lo que su conducción ruta de acceso y el poder interno de su chip será de al menos 1 diodo caer por debajo de los suministrados "poder" en el pin.

Usted puede probar esto mediante la medición de la el pin Vcc será de alrededor de 0,7 V inferior a Vcc.

Cuando desconecte el suelo, se extrae menos corriente a través de la protección de los diodos y el desplazamiento del punto de funcionamiento de la tensión suministrada al LED. Pero por un poco, así que esto no puede explicar la diferencia.

La protección de los diodos están diseñados para manejar Amperios de corriente durante una ESD huelga de modo que ellos están bien con este pequeño goteo.

Su peligro en el funcionamiento del chip de esta manera es que se podía inducir pestillo, pero la mayoría de los chips están diseñados para ser capaces de NO pestillo en estas condiciones, así que no es una preocupación tanto. Pero una posibilidad.

Otro peligro dependerá de lo que la naturaleza exacta de la protección de ESD en el chip. Si se trata de una sujeción de estilo y tiene un alto dV/dT evento y luego la pinza podría fuego y corta el suministro. Pero esto también es raro.

Answer 5

Usted probablemente alimentar el dispositivo a través de su protección de diodos, PERO lo importante es que estás haciendo algo que es "ilegal" y completamente fuera de especificación y cualquier cosa puede suceder y usted no debe ser sorprendido si lo hace.

Su diagrama de circuito que está MAL.
Este es el VERDADERO diagrama de circuito que está utilizando:

Esta es una versión de hardware de la "basura que entra, basura que sale".

Si haces algo al azar y obtener un resultado arbitrario, usted debe ser feliz - el universo está trabajando como sería de esperar.

Más tarde, tal vez ...