BJT, um Debug-UART-Backfeeding-PCB zu verhindern?

Die Grundidee ist OK. Aber die Details sind falsch. Bei 3,3 V an der Basis des Transistors befindet sich der Transistor in einem seltsamen Zustand. Man könnte es sich an diesem Punkt eher wie zwei Dioden mit minimaler Transistorwirkung vorstellen. Der Basis-Emitter-Übergang wäre wie eine Pullup-Diode für MCU_UART_RX und der Basis-Kollektor-Übergang wäre wie eine Pullup-Diode für FTDI_TX.

Ich denke, FTDI_TX würde es schwer haben, den Kollektor niedrig zu fahren, wenn die Basis an 3,3 V angeschlossen ist. VIELLEICHT könnte ein Basiswiderstand die Situation retten, aber ich mag es immer noch nicht und vertraue ihm nicht.

Was Sie wahrscheinlich wollen, ist ein High-Side-PMOS-Schalter. Das Gate könnte von einem NMOS angesteuert werden, dessen Gate an 3,3 V gebunden ist. Wenn Sie Platz für zwei SOT-23-Pakete haben, sollte dies problemlos funktionieren. Möglicherweise finden Sie PMOS und NMOS zusammen in einem einzigen Gehäuse, um Platz zu sparen, wenn der Platz für SOT-23 zu knapp ist.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

ODER Sie könnten einen analogen Busschalter mit der Ioff-Funktion verwenden. Diese bieten Isolierung, wenn sie ausgeschaltet sind. Ich lasse Sie eine Suchmaschine verwenden, um mehr über diese Option zu finden.

Nein, das geht nicht.

Unabhängig davon, ob der FTDI_TX angeschlossen ist oder nicht, bleibt der Emitter bei eingeschalteter 3,3-V-MCU-Versorgung immer auf hohem Pegel, wodurch eine Datenübertragung unmöglich wird.

Eine hackige, aber funktionale Alternative ist eine Reihendiode, kombiniert mit einem Pull-up auf der MCU-Seite.

^{Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan}

Wenn ein hoher Pegel von FTDI übertragen wird, zieht der Pullup das RX-Signal hoch. Wenn ein niedriger Pegel übertragen wird, zieht die Diode ihn niedrig. Aufgrund der Abfallspannung der Diode wird der Rauschabstand an der MCU um etwa 0,3 V reduziert.

Aufgrund des reduzierten Rauschabstands würde ich dies nicht für primäre Kommunikationsbusse empfehlen. Es kann jedoch eine akzeptable Lösung für einen Debug-Port sein, der nur mit kurzen Kabeln verwendet wird.

Es gibt einige großartige Antworten auf diese Frage. Ich habe jetzt etwas mehr gelesen und wollte ein vollständiges Beispiel für eine der vorgeschlagenen Optionen als Kommentar geben. Wie @Justme erwähnte, funktioniert die BJT-Methode nicht, da die Basis den Emitter hochhält und verhindert, dass das TX-Signal durchkommt. Wie @brhans und @mckeith erwähnt haben, ist ein Logik-IC mit der Funktion "Ioff"/"Ausschaltschutz" eine Lösung, wie unten gezeigt:

Beachten Sie, dass diese ICs eine etwas andere CMOS-Totem-Pole-Treiberkonfiguration haben, die verhindert, dass die Diode von der E/A-Leitung zur Vcc-Bildung geht (die manchmal als "ESD-Diode" verwendet oder bezeichnet wird). Anstatt das Substrat des P-Kanal-MOSFET direkt mit der Source (Vcc) zu verbinden, fügen sie eine zusätzliche Sperrdiode hinzu, die die Ioff-Funktionalität ermöglicht.

Mehr dazu finden Sie unter https://www.ti.com/lit/an/scea026/scea026.pdf .

Ich möchte eine etwas andere Methode zur Lösung dieses Problems skizzieren, obwohl sie aufgrund von Designanforderungen möglicherweise nicht zutrifft.

Alle diese billigen kleinen FTDI-Breakout-Boards haben einen Jumper, mit dem Sie auswählen können, ob das Board das Ziel auf 3,3 V oder 5 V hochziehen soll. Es gibt jedoch eine dritte Option: Lassen Sie den Jumper getrennt und verbinden Sie den VCC des Ziels mit dem VCC-Pin des Breakout-Boards.

Sie benötigen also 4 Drähte (RX, TX, VCC und GND), um den FTDI mit dem Ziel zu verbinden, aber Sie ermöglichen nicht nur verschiedene Spannungsoptionen, sondern dies würde auch Ihr Problem der Rückspeisung durch Schutzdioden lösen.