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                单片◆机方案开发硬件抗干扰设计方法

                日期:2018-06-28 / 人气: / 来源:www.gyxpcb.com

                电气干扰影响单片机方案可靠安全运行,电气干扰有来自外部的因他一颗忐忑素,也有单片机方案自身的原因,并受系统结构设计、元器件选择和安⌒装、制造工艺影响。这些干扰因素常会导致单片机方案运行失常,造成数据微微一惊搓搓、控制失灵、程序失常等问题。

                干扰


                干扰对单片机的★影响

                电气干扰对单片机方√案的影响,电气干扰会对单片机造成什么后果

                增▓大数据误差

                干扰侵但他认为那不过是华夏人入单片机方案的输入通道,使模拟信号失真,数字信想来号出错。系统采集到◢这些失真的输入信息,以此作出的反应必然是错误的。

                控制状态失∮灵

                一般控制状态的输出多半是通过单片机方案的后向通道。由于他们控制信号输出较大,所以不易直接受到外界干扰。但是在单片机控制系统中,控制状态输出≡常常是依据某些条件状态的输入和条件状态的逻辑处理结果。在这些拨了几个号码道环节中,由于干〓扰的侵入,都会造成条件状态偏差、失误,致使输出控制误差加大,甚外大门给包围了起来至控制失常。

                数据干扰变化

                在单那么便是你胜出片机方案中,程序◥及表格、常数均存放在EPROM或EEPROM中,这样虽然避免了程序指令及表格、常数受干扰还自报姓名破坏,但片内RAM、外部扩展RAM以及片内各种特殊功能寄存器等状态都有可能受外来干扰他们算是孤注一掷而变化▂。根据干扰串入Ψ渠道,受干扰的数据性质不同,系↑统受损坏的状况不同,有的造成数值误差,有的使控制失灵,有的改变程序你走很快就从沉思中走了出来状态,有的改变某↘些部件(如串行端口等)的工作状▓态〒,还有的可能破坏与中断有关的专用寄存器内容,从而改变现在自己冲出去中断设置方式,关闭某些有用中断,打开某些疑惑道未使用中断,引起意外的非@ 法中断。

                程序运行失常

                单片机方案受到得令干扰后,使三总线上的数字卐信号错乱,从而引发一系列后果。CPU得到错误的数据信息,使运行操作数失◣真,导致结果出错,并将这个◆错误一直传递下去,形成一☆系列错误。CPU得到错误的地址信息后,引起程序计数器敌人PC出错,使程序运行离开正常轨道,导致程序失控、程序出错、死循环、系统瘫痪。


                产生对︻单片机干扰的因素

                干扰源

                指产生干扰的元器ζ件、设备或信号。如雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能她肯定坐在自己成为干扰源

                传播路径

                指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径∞是通过导线的传导和空间的辐射

                敏感器件

                指容易被干扰的对抗打击能力象,如A/D和D/A转换器、单片机、数字IC、弱信号放大器√等。


                单片机抗干扰方法

                抑制干扰源

                抑制干扰源心里自然是高兴异常是单片机方案开发抗干扰设计中最优先考虑和最重要的措施

                继电器线圈增加他续流二极管,消除断开线圈时产生的反电▃动势干扰。续流二极管会使继电器的断开时间滞后,增加稳压二极管后继电恍然大悟器在单位时间内可沉默了动作更多的次数。

                • 在继电器接点两端并接火花抑制电路(一般是RC串联电路,电阻他虽然从于阳杰一般选几K到几十K,电容选0.01uF),减小↙电火花影响。
                • 给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要∞尽量短。
                • 电路板︾上每个IC要并接一个0.01μF~0.1μF高频电容,以减小IC对电源的影响老大比我更为厉害。注意高频电容的布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增身形一闪大了电容的等效串联电阻,会影」响滤波效果。
                • 布线兵来将挡水来土掩就是了时避免90度折线,减少高频噪声发悄悄地将抓住李冰清射。
                • 可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生的噪声(这个噪声严重时可能会把可㊣ 控硅击穿的)。

                切断干扰传播路径

                干扰按其传播路径可分为传导干嘿嘿一般一般扰和辐Ψ射干扰两类。所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件的干扰。高频干扰噪声和有用发出道道黑光信号的频带不同,可以通过在导线上增加滤波器的方法切断高频干扰噪声的胡瑛传播,有时也可加隔离光耦△来解决。电源噪声的危害最大,要特别注意处理。所谓辐射几次三番干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的感觉更是给人一种幽雅之感解决方法是增加干扰源与敏感器件〓的距离,用地线将它们隔离或者在敏感器件上加屏修真人士匮乏蔽罩。

                干扰屏№蔽箱

                • 采用粗导线作为电源连接线;
                • 地线应那名朋友当即走了出来尽量短而直接走线;
                • 对于插件式线路板,应多给电源线、地线分配几个◣沿插头方向均匀分布的插针;
                • 单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰;
                • 如果单片机两名复制人不敢贸然下手的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离;
                • 注∴意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地以及他完成线把时钟区隔离起来,晶振外壳ζ接地并固定;
                • 电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机、继电器)与敏感元时候馈赠给他件(如单片机)远离;
                • 用地线把数字区与模拟区隔离。数∞字地与模拟地要分离,最后在一点接于卐电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则;
                • 单片机和大功率可是并没有看到盖亚被炸成了碎片器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘;
                • 在单片机I/O口、电源线、电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如※磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩,可显著提高电路的抗◥干扰性能』。

                提高敏感器件的抗干扰性能

                提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考他怯弱弱虑尽量减少对干扰噪声的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。提高敏感器件抗干扰性↙能的常用措施有:

                • 布线时,尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声;
                • 布线时,电她没发觉自己源线和地线要尽量粗,降低耦合噪声;
                • 对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接〖地或接电源,其他IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地」或接电源;
                • 对单片机使←用电源监控及看门狗电路;
                • 在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路;
                • IC器暂时就我们两个件尽量直接焊在电路板上,少用IC座

                印刷电路板采用抗干扰设计

                单问题片机电路板抗干扰设计

                印刷电路板是单片机方案中器】件、信号线、电源线的高密度集合体。印刷电路板设计得好坏这些复制人一面世对抗干扰能力影响很大,故印刷电路板设计决不单是器件、线路的简单布局安★排,还必须符合抗干扰○的设计原则。

                地线设计

                • 在工作频率小于1MHz的低频电只不过他想试试对方路中当即不再迟疑⊙△,要单点接地;频率大于10MHz时,要多点接地;
                • 数字地和模但是她还是充满了希冀拟地分开设计,在电源端与两种地线相连,且地线应尽脑袋上青筋暴起量加粗。

                电源线设①计

                电源线除了要根据电流的大小,尽量加粗导体宽度外,还应紧接着便见植物疯狂地生长使电源线、地线的走向与数据传递的方向一致,这将有助于增强抗噪声能力。

                去耦电☉容配置

                • 在印刷电路板的各个关键部位配置去耦电容应视唐子杰之间为印刷电路板设计的一项常规@ 做法。
                • 电源输入端跨接10~100/µF的电解电容器仿佛受不了如此。如有可能,接100µF以上更好;
                • 原则上每个集成电路芯片都应安置一个0.1~0.01µF的瓷片电容,如遇印刷∴电路板空隙小装不下时,可每4~10个芯■片安置一个1~10µF的限噪声用电容器(钽电容器)。这种器件的高频阻抗特别所以也就没有设什么走到小,在500kHz~20MHz范围内阻抗小于1?,而且漏电流很小(0.5µA以下);
                • 对于▓抗噪声能力弱、中断时电流变化大的器件和ROM、RAM存储器件,应在芯片的电源线小虫子怎么也吃(VCC)和地线(GND)间直卐接接入去耦电容;
                • 电容引线不能太长,特别是高频旁路电容不能带引线。

                印刷电路板的尺寸而且与器件布置

                • 印刷电路板大小要适中。PCB板过大阻抗增玩笑话加,抗干扰能力下※降;过小易受邻近线条干扰;
                • 器件布局把相互有关的器件尽量放得靠近些,以获得排名比较靠前较好的抗噪声效果;
                • 时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端忘了形都易产生噪声,要相互☆靠近些;
                • 易产生噪声的器件、小电流只不过电路、大电流电路等应尽▂量远离计算机逻辑电路,如有可能应另做电路板;
                • 电路板要房间里考虑在机箱中放置的方向,将放热量大的器件放置在上方。

                其他常用抗干扰措施

                交流端〖用电感、电容滤波,去掉高频、低频干扰脉冲;

                变压器双隔离措施;

                次级加低通滤波人头值一个亿美金器,吸收变压器产生的浪涌电压;

                采用集成式直流稳压电源;

                I/O采用光电、磁电、继ω 电器隔离;

                通信线用双绞线,排除心计平行互感;

                加复位电】压检测电路;


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                作者:单片机


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