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          單片機(jī)硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)遵循的原則

          作者: 時(shí)間:2014-01-18 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

          (5)布線時(shí)避免90度折線,減少高頻噪聲發(fā)射。

          (6)可控硅兩端并接RC抑制電路,減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)把可控硅擊穿的)。

          2 切斷干擾傳播路徑

          按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類。

          所謂傳導(dǎo)干擾是指通過導(dǎo)線傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶不同,可以通過在導(dǎo)線上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播,有時(shí)也可加隔離光耦來(lái)解決。電源噪聲的危害最大,要特別注意處理。

          所謂輻射干擾是指通過空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距,用地線把它們隔離和在敏感器件上加 蔽罩。

          切斷干擾傳播路徑的常用措施如下:

          (1)充分考慮電源對(duì)的影響。電源做得好,整個(gè)電路的抗干擾就 解決了一大半。

          許多對(duì)電源噪聲很敏感,要給電源加濾波電路或穩(wěn)壓器,以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾。比如,可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路,當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠。

          (2)如果單片機(jī)的I/O口用來(lái)控制電機(jī)等噪聲器件,在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)。

          (3)注意晶振布線。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近,用地線把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái),晶振外殼接地并固定。

          (4)電路板合理分區(qū),如強(qiáng)、弱信號(hào),數(shù)字、模擬信號(hào)。盡可能把干擾源(如電機(jī)、繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離。

          (5)用地線把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離。數(shù)字地與模擬地要分離,最后在一點(diǎn)接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則。

          (6)單片機(jī)和大功率器件的地線要單獨(dú)接地,以減小相互干擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣。

          (7)在單片機(jī)I/O口、電源線、電路板連接線等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器、屏蔽罩,可顯著提高電路的抗干擾性能。

          3 提高敏感器件的抗干擾性能

          提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對(duì)干擾噪聲 的拾取,以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)的方法。

          提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下:

          (1)布線時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積,以降低感應(yīng)噪聲。

          (2)布線時(shí),電源線和地線要盡量粗。除減小壓降外,更重要的是降低耦 合噪聲。

          (3)對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口,不要懸空,要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源。

          (4)對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門狗電路,如:IMP809,IMP706,IMP813, X5043,X5045等,可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。

          (5)在速度能滿足要求的前提下,盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字電路。 (6)IC器件盡量直接焊在電路板上,少用IC座。

          4 其它常用抗干擾措施

          交流端用電感電容濾波:去掉高頻低頻干擾脈沖。

          變壓器雙隔離措施:變壓器初級(jí)輸入端串接電容,初、次級(jí)線圈間屏蔽層與初級(jí)間電容中心接點(diǎn)接大地,次級(jí)外屏蔽層接印制板地,這是硬件抗干擾的關(guān)鍵手段。次級(jí)加低通濾波器:吸收變壓器產(chǎn)生的浪涌電壓。

          采用集成式直流穩(wěn)壓電源:因?yàn)橛羞^流、過壓、過熱等保護(hù)。

          I/O口采用光電、磁電、繼電器隔離,同時(shí)去掉公共地。

          通訊線用雙絞線:排除平行互感。

          防雷電用光纖隔離最為有效。

          A/D轉(zhuǎn)換用隔離放大器或采用現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換:減少誤差。

          外殼接大地:解決人身安全及防外界電磁場(chǎng)干擾。

          加復(fù)位電壓檢測(cè)電路。防止復(fù)位不充份,CPU就工作,尤其有EEPROM的器件,復(fù)位不充份會(huì)改變EEPROM的內(nèi)容。

          印制板工藝抗干擾:

          ①電源線加粗,合理走線、接地,三總線分開以減少互感振蕩。

          ②CPU、RAM、ROM等主芯片,VCC和GND之間接電解電容及瓷片電容,去掉高、低頻干擾信號(hào)。

          ③獨(dú)立系統(tǒng)結(jié)構(gòu),減少接插件與連線,提高可靠性,減少故障率。

          ④集成塊與插座接觸可靠,用雙簧插座,最好集成塊直接焊在印制板上,防止器件接觸不良故障。

          ⑤有條件采用四層以上印制板,中間兩層為電源及地


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