เหตุใดหมุด Pi GPIO จึงใช้ / ให้ 3.3V และไม่ใช่ 5V

26

ฉันรู้มานานแล้วว่าคนไม่ควรใส่มากกว่า 3.3V ในพิน GPIO พวกเขายังให้ 3.3V เมื่อสูง

ฉันทำการวิจัยบางอย่างและดูเหมือนว่าไม่มีใครสนใจจริงๆ เกือบทั้งหมดพูดถึงกระแสสูงสุด

ถ้าฉันจัดหา Pi ด้วย 5V เหตุใดหมุด GPIO จึงไม่ทนทานต่อ 5V

Arduino หมุดมากหรือน้อยตามแรงดันไฟฟ้าอินพุต (หรือ V _CC ) ถ้าเป็นรุ่น 5V หมุดจะใช้ 5V หากเป็นรุ่น 3.3V จะใช้ 3.3V สิ่งใดเหนือสิ่งเหล่านั้นจะทอดมันมากหรือน้อย

_{^{ฉันน่าจะถาม Broadcom เกี่ยวกับเรื่องนี้}}

gpio power

— PNDA
แหล่งที่มา

ในฐานะที่เป็นโจแอนชี้ให้เห็นคำสั่ง "Arduino หมุดมากขึ้นหรือน้อยลงตามแรงดันไฟฟ้าอินพุต" เป็นเท็จ แรงดันไฟฟ้าอินพุต Arduino เป็นตัวแปรและพินควบคุม สำหรับรุ่น 5V คุณต้องใช้อินพุต 5V อย่างน้อยเพื่อการทำงานที่ถูกต้อง นอกจากนี้ยังควรสังเกตว่า MC! = a SoC แม้ว่าจะมีความคล้ายคลึงกันและในระยะหลังก็มีความคลุมเครือ / แนวคิด

— goldilocks

@goldilocks ชี้แจงแล้ว ฉันหมายถึง VCC

— PNDA

2

"ถ้าฉันกำลังส่ง Pi ด้วย 5V ทำไม GPIO ถึงไม่ยอมให้ 5V?" - ด้วยเหตุผลเดียวกันนี้ Arduino GPIO จึงไม่ทนทานต่อ 12V แม้ว่าคุณจะจ่ายไฟให้กับบอร์ด 12V ก็ตาม

— JimmyB

1

ฉันคิดว่าชื่อและเนื้อหานั้นเป็นมิตรกับ SEO มากเกินไป

— PNDA

30

ชิป ATMEGA Operating Voltage: ̶ 1.8 - 5.5Vระบุ หากคุณอ่านลึกกว่าความเร็วในการทำงานจะขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า มันทำงานที่ 3.3V แต่คุณต้อง จำกัด ความเร็วสัญญาณนาฬิกา Arduinoทีมคงจะเลือก 5V เนื่องจากการเตรียมความพร้อมของระบบที่ใช้นี้ (เป็นมรดกของTTL)

SOC ที่ใช้กับ Pi ทำงานบน 3.3V (และยังต้องใช้แรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่าด้วย) คำสั่งเหล่านี้มีขนาดที่ซับซ้อนกว่า ATMega และทำงานด้วยความเร็วสูงกว่ามาก (~ 1GHz เทียบกับ 16MHz) เช่นเดียวกับระบบที่ซับซ้อนส่วนใหญ่ที่ทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าต่ำกว่าช่วยให้การทำงานความเร็วสูงขึ้นด้วยการสิ้นเปลืองพลังงานน้อยลง

ฉันสงสัยว่าส่วนประมวลผลและ GPU ทำงานบนแหล่งจ่าย 1.8V และ 1.2V และ 3.3V สำหรับอุปกรณ์ต่อพ่วง การ์ด SD ยังทำงานที่ 3.3V

Pi (โดยเฉพาะรุ่นหลัง) มีตัวแปลงพลังงานที่ซับซ้อนซึ่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าจำนวนมากที่จำเป็นในกระแสสูง ต้องการ 5V เนื่องจากเป็นมาตรฐาน USB (และความพร้อมของแหล่งจ่ายไฟที่เหมาะสม)

— Milliways
แหล่งที่มา

19

ทำไมมันไม่เป็นคำถามจริง

— loneboat

Arduino V (อินพุตต่ำ) คือ 0 - v1.8 และ V (อินพุตสูง) คือ 3v - 5v

— wajatimur

1

@ เรือเร็วฉันอยู่เคียงข้างคุณ

— PNDA

5

@ PandaLion98 คำตอบที่แท้จริงคือเพราะเป็นวิธีที่ระบบออกแบบ จากนั้นฉันก็อธิบายต่อว่าทำไมมันจึงถูกออกแบบมา นี่คือความสัมพันธ์กับ "ฉันได้ทำการวิจัยและดูเหมือนว่าไม่มีใครใส่ใจจริงๆถาม" - ไม่มีใครถามเพราะเห็นได้ชัด ในความเป็นจริงตามที่ฉันได้อธิบายไว้ในโพสต์อื่น ๆ การวาง 5V บนพิน GPIO นั้นไม่น่าที่จะทำให้เกิดความเสียหาย (ไม่ใช่ที่ฉันแนะนำนี้) หากกระแสมี จำกัด

— Milliways

11

คำตอบสั้น ๆ คือ "เพราะนั่นคือวิธีที่มันถูกออกแบบ"

คำตอบที่ค่อนข้างนานคือ "พวกเขาไม่ได้ทำให้มันทนต่อ 5V เพราะมันแพง" ไม่มีใครผลิตอุปกรณ์ต่อพ่วง 5V จริง ๆ อีกต่อไป (รวมถึง USB ซึ่งมีสายข้อมูล 3.3V) การทำหมุด IO ที่ทนต่อ 5V จะทำให้ชิปมีราคาแพงกว่าและอาจช้าลงเล็กน้อยในขณะที่เพิ่มให้ใกล้เคียงกับค่าศูนย์

คุณต้องเข้าใจว่า RPi ไม่ใช่แอปพลิเคชั่นทั่วไปสำหรับชิป Broadcom ดังนั้นชิปจึงได้รับการปรับให้เหมาะสมกับกรณีการใช้งาน 99% การใช้จ่าย $ 2 เพื่อให้พินทั้งหมด 5V-tolerant นั้นเหมาะสมสำหรับ RPi แต่ราคา $ 2 นั้นเป็นราคาที่สูงมากเมื่อคุณพิจารณา 99% ที่เหลือ

— Dmitry Grigoryev
แหล่งที่มา

0

Pi ไม่ได้ทำตามรูปแบบเดียวกันหรือไม่

Pis ปัจจุบันทั้งหมดเป็นรุ่น 3V3 ดังนั้นจึงใช้ 3V3 GPIO

แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของ Pi ถูกตั้งค่าไว้ที่ 5V คงที่

Arduino อนุญาตให้มีแรงดันไฟฟ้าอินพุตหลากหลาย 3.3V ถึง 12V โดยทั่วไปสำหรับรุ่น 3V3, 6V ถึง 20V โดยทั่วไปสำหรับรุ่น 5V

— โจแอนนา
แหล่งที่มา

1

แรงดันไฟฟ้าขาเข้าของ Pi ถูกตั้งไว้ที่ 5V คงที่ เกิดจากอุปกรณ์ต่อพ่วง USB SoC ของ Pi ใช้ 3V3 ผ่านตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า

— Ghanima

1

@Ghanima ... และข้อกำหนดของ HDMI ไม่ใช้กับ Arduino SOC ของ Pi ใช้ 3V3, 2V5 และ 1V8

— joan

1

คุณถูก. แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าต่ำจะถูกสร้างขึ้นบนชิป

— Ghanima

-1

ราสเบอร์รี่ pi มี 2 พิน 3v3 คงที่ที่เปิดอยู่เสมอ2 พินโวลต์ 5 คงที่ 3 พิน gpio 3v3 จำนวนมากและพินกราวด์ 5 พิน รุ่นที่ใหม่กว่ามีทั้งหมด แต่มี 3 GND (พินกราวด์) และพิน gpio มากยิ่งขึ้น

— Tacocat 4642
แหล่งที่มา

4

นั่นไม่ได้ตอบคำถาม

— Ghanima

-2

3.3 โวลต์เป็นระดับตรรกะ cmos (ใหม่กว่า) และ 5 โวลต์เป็นมาตรฐาน ttl รุ่นเก่า

— เทอร์รี่ตัดผม
แหล่งที่มา

5

นั่นไม่จริงเลย แรงดันไฟฟ้าระดับลอจิกไม่สอดคล้องกับเทคโนโลยีวงจรอย่างเคร่งครัด ในความเป็นจริงอุปกรณ์ที่ใช้ CMOS ทำงานในระดับแรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกันรวมถึง 5V, 3V3 และแรงดันไฟฟ้าที่ต่ำกว่า ตัวอย่าง: ในขณะที่ Arduinos มีระดับตรรกะ 5V พวกเขาไม่ใช่ TTL แต่ CMOS (เช่น ATMegas เป็น CMOS) ดูที่นี่ด้วย

— Ghanima

3

ตระกูล CMOS ที่มีชื่อเสียง 4,000 ตระกูลวิ่งจากทุกอย่างระหว่าง 3 ถึง 15 V. ดูข้อมูลจำเพาะหน้า 2

— Dmitry Grigoryev

เกือบจะเป็นจริง แต่แตกต่างกันเล็กน้อยระดับลอจิกอยู่บนพื้นฐานการออกแบบประตูประดิษฐ์ทั้ง CMOS หรือ TTL ระดับลอจิก Arduino แตกต่างจาก CMOS และ TTL มาตรฐานเล็กน้อย

— wajatimur

@wajatimur ไม่มีสิ่งเช่น "มาตรฐานระดับตรรกะของ CMOS"

— Dmitry Grigoryev

@DmitryGrigoryev ข้อมูลจำเพาะของ CMOS ที่ใช้โดยทั่วไปอาจมีความแม่นยำมากกว่า

— wajatimur