讨论一下单片机常用液晶屏的供电电压

wenjunlin1979

用过几款不同的小液晶屏，发现好多液晶屏的供电电压有3.3V和5V之分，进一步看了一下液晶屏（转接板）的电路，发现很多情况下液晶屏本身是3.3V供电的，5V版本只是加了一个5V转3.3V的三端稳压。
深入想一想，这样做也许有问题：
如果单片机的IO电压为3.3V，那液晶屏（指带转接板的液晶屏，下同）用5V或3.3V供电都没有问题；
反之，如果单片机的IO电压为5V，液晶屏电压也为5V，但因经转接板上的三端稳压转成了3.3V，就会导致液晶屏的IO高电平（5V）比其电源电压（3.3V）高1.7V。通常芯片有IO电压可以比其电源电压高0.3V左右，高1.7V是不是太多了，应该会影响寿命吧。
前阵子一个液晶屏用了没多久突然烧掉了，更加深了我的疑虑。
反过来，液晶屏（转接板）通过三端稳压把5V转为3.3V这种情况普遍存在，商家也不至于犯这么纸级的错误。
那么这种情况到底应该怎么解释呢。

haisens

IO引脚有工作电压和耐受电压,比如3.3V的IO口可以接受5V的电平输入(只对于输入来说)
也有的不可以的,IO电压只能比VCC高0.5V,这个要看芯片内部的设计.

wenjunlin1979

haisens 发表于 2018-9-5 15:47
IO引脚有工作电压和耐受电压,比如3.3V的IO口可以接受5V的电平输入(只对于输入来说)
也有的不可以的,IO电压 ...

嗯嗯，您说的是。
以最近几年比较经典的OLED 0.96寸为例，因为datasheet内容比较多没有全看只看了一部分，IO耐受电压比电源电压高零点几伏，转接板上依然通过三端稳压做成3.3~5V通用的了，也许是我有些内容没看到吧。

washu

商家也不至于犯这么纸级的错误
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至于，更低级的都有

那么怎么让不兼容 5V IO 的 3.3VCC 芯片安全接受 5VIO 呢？很简单，
1、一般芯片 IO 都有 ESD 二极管，实际上只要输入 IO 的电流不至于烧掉二极管就不会挂，所以给 IO 串一个电阻就行了，比如 ESD 二极管可承受 2mA 电流（长期），串一个 1k 电阻就安全

2、我们假设有个书包公司的显示主控真书包连个二极管都不做，那也没问题嘛，我们自己做 我们自己在设计 PCB 的时候加上一个二极管（接到 VCC）然后 IO 串电阻...

3、以上方法都不行？没事 两个电阻 一定能搞定

根据我的观察，靠谱的 LCM（显示模组）往往 5V 版比 3.3V 版除了多个 3.3V LDO，还多了几个电阻甚至二极管，所以，靠谱的商家和不靠谱的商家嘛

wenjunlin1979

washu 发表于 2018-9-5 17:30
商家也不至于犯这么纸级的错误
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至于，更低级的都有

您说的方法3是指用两个电阻分压把IO高电平5V转成3.3V吧，在某款 COG12864屏上试过，结果经常花屏，估计因为驱动电流不够导致屏对信号误识别。试着在比例不变的情况下减小两个电阻的阻值，问题依旧。后来咨询厂家，厂家说可以直接用5V IO，照做确实不花屏了，可用了没几天屏幕就再也不亮了。

看了一下中景园经典的0.96寸OLED，PCB上除了几个电阻电容和三端稳压外，确实没看到二极管。中景园应该算是靠谱的卖家（兼厂家）了。

washu

wenjunlin1979 发表于 2018-9-5 17:53
您说的方法3是指用两个电阻分压把IO高电平5V转成3.3V吧，在某款 COG12864屏上试过，结果经常花屏，估计因 ...

那种小型 SSD 通常主控是 SSD1306，我看了下手册的直流规格并未给出 IO 可承受电流这一项，可见国内厂家通常很水 不过猜测如果 OLED 模组没有二极管的话应当是主控里有二极管，所以串一个电阻就行，这样也不影响 Output 功能。

至于速度问题这个要看主控手册给出的数据脉冲最小宽度问题，用了电阻后会影响这个，所以要用波波（最好是 MSO）看看经过电阻到达 IO 后脉冲宽度是否濒临最小值导致主控识别数据时常出现错误，如果是，你应该加一点延迟就能解决问题。

wenjunlin1979

washu 发表于 2018-9-5 19:05
那种小型 SSD 通常主控是 SSD1306，我看了下手册的直流规格并未给出 IO 可承受电流这一项，可见国内厂家 ...

上图为0.96 OLED手册截图，可见IO最高电压为3.3V。
我有这样一个疑问：
如果单片机的IO电压为3.3V，则一定有个3.3V的电源为单片机IO供电，用这个电源直接给液晶屏供电即可。
如果单片机的IO电压为5V，则一定有个5V的电源为电片机IO供电。如果液晶屏的电压还是3V，就需要给液晶屏提供一个3V的电源，并通过相关电路把IO的5V转成3.3V。现在（很多）液晶屏（转接版）自带了5V转3.3V的三端稳压，却不提供把IO的5V转成3.3V的电路。换句话说，好事做了一半却不做全套（如果是我做，要么不做要么做全套的。），动机何在呢？

washu

[url=forum.php?mod=redirect&goto=findpost&pid=19539888&ptid=1684692]wenjunlin1979 发表于 2018-9-5 21:18
， ...好事做了一半却不做全套（如果是我做，要么不做要么做全套的。），动机何在呢

动机动机，主观能动性才是动机 它们那样做未必就是主观能动性的结果，大部分是
1、偷懒
2、疏忽
3、不懂！

所以并非有所动机。

那么导致这个结果的原因何在呢？以 SSD130x 为荔枝，人家手册（当然也不详细，起码直流特性就没说 IO 拉灌电流极限值问题）说兼容 8080/6800 总线，那么这是兼容 5V 总线的意思吗？还真不是。TTL 总线是 5V，但不等于 5V 总线是 TTL 总线，因为，TTL IO 的拉灌电流是不等的。熟悉 TTL IO 的应该清楚，在 TTL 电路中如果要点亮一个 LED，又不用三极管驱动而是直接 IO 驱动的话，通常是 LED 的公共端接到 VCC，谁什么不是 LED 公共端接到 GND 呢？因为，TTL IO 灌电流能力很强，几十 mA 轻轻松松，点个 LED 没问题；但拉电流能力很弱，几百 uA 到数 mA 级别...


所以，一个兼容 TTL IO 的器件，可能也是这样设计的，它可以接受很强的灌电流，但拉电流不能 --- 你用 5V IO 驱动这个 3.3V IO 的时候，灌电流（低电平）反正都没差别大家都是 0V；但拉电流（高电平）的时候，原本设计的 TTL 5V 拉电流能力只有不到 1mA，所以用在这个 3.3V IO 上折腾不起什么风浪；但你...的 MCU 是不是有很强推挽输出缓冲，拉电流几十甚至上百 mA 的 IO 啊 所以人家觉得你可以直接把 5V IO 接过去，结果你接过去几天就把人家 LCM 搞坏了

btw. 这里只是一个荔枝，因为厂家遮遮掩掩的缘故我也不清楚 SSD130x 的 IO 拉灌电流特性，反正厂家不肯说。但你用的 MCU 应该在直流特性一节详细给出了 IO 的拉灌电流特性（而且还是和 VCC 相关的）。拉电流强的 MCU（比如 AVR）烧器件也不算稀罕事哦

ils1234

早些年的东西都是5V的，一般4节干电池供电。
为了控制功耗才搞出3.3V的东西，现在由于锂电池供电普及的原因，3.3V的器件越来越多了。
做东西还是看好手册，适当选配转换电路吧。