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        1. 如何實現單片機的抗干擾設計

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          上傳日期: 2020-06-30

          上 傳 者: 哈哈先生666他上傳的所有資料

          資料介紹

          標簽:mcu(3291)單片機(19766)繼電器(1813)

            搞過產品的朋友都有體會 ,一個設計看似簡單 ,硬件設計和代碼編寫很快就搞定 ,但在調試過程中卻或多或少的意外 ,這些都是抗干擾能力不夠的體現 。

            下面討論一下如何讓你的設計避免走彎路 :

            抗干擾體現在 2 個方面 ,一是硬件設計上 ,二是軟件編寫上 。

            這里重點提醒 :在 MCU 設計中主要抗干擾設計是在硬件上 ,軟件為輔 。因為 MCU 的計算能力有限 ,所以要在硬件上花大工夫 。 看看干擾的途徑 : 1:干擾信號干擾 MCU 的主要路徑是通過 I/O 口,一是影響了 MCU 的數據采集 , 二是影響內部其它寄存器 。 解決方法 :后面討論 。 2:電源干擾 :MCU 雖然適應電壓較寬 (3-5.5V) ,但對于電源的波動卻很敏感 , 比如說 MCU 可以在 3V 電壓下穩定工作 , 但卻不能在電壓在 3V-5. 波動的情況下穩定工作 。 5V 解決方法 :用電源穩壓塊 ,做好電源的濾波等工作 ,提示 :一定要在電源旁路并 上 0.1UF 的瓷片電容來濾除高頻干擾 ,因為電解電容對超過幾十 KHZ 的高頻干擾不起作用 。 3:上下電干擾 :但每個 MCU 系統在上電時候都要經過這樣一個過程 ,所以要尤 其注意 。 MCU 雖然可以在 3V 電壓下穩定工作 , 但并不是說它不能在 3V 以下的電壓下工作 , 當然在如此低的電壓下 MCU 是超不穩定狀態的 。在系統加電時候 ,系統電源電壓是從 0V 上升到額定電壓的 ,比如當電壓到 2V 時候 ,MCU 開始工作了 ,但這時是超不穩定的工作 ,極容易跑飛 。 解決方法 :1 讓 MCU 在電源穩定后才開始工作 .PIC 在片內集成了 POR(內部上電 延時復位 ) ,這功能一定要在配置位中打開 。 外部上電延時復位電路 。有多種形式 ,低成本的就是在復位腳接個阻容電路 。高 成本的是用專用芯片 。這方面的資料特多 ,到處都可以查找 。 最難排除的就是上面第一種干擾 , 并且干擾信號隨時可以發生 , 干擾信號的強度 也不盡相同 。 但它們也有相同點 : 干擾信號也遵循歐姆定律 , 干擾信號偶合路徑無非是電磁干 擾,一是電火花 ,二是磁場 。 其中干擾最厲害的是電火花干擾 , 其次是磁場干擾 。 電火花干擾表現場合主要是 附近有大功率開關 ,繼電器 ,接觸器 ,有刷電機等 。磁場干擾表現場合主要是附近有大功率 的交流電機,變壓器等 。 解決方法 :第一點 :也是最經典的 ,就是在 PCB 步線和元件位置安排上下工夫 , 這中間學問很多 ,說幾天都說不完 ^^. 二:綜合考慮各 I/O 口的輸入阻抗 ,采集速率等因素設計 I/O 口的外圍電路 。 一般決定一個 I/O 口的輸入阻抗有 3 種情況 : A:I/O 口有上拉電阻 ,上拉電阻值就是 I/O 口的輸入阻抗 。 一般大家都用 4K-20K 電阻做上拉 , (PIC 的 B 口內部上拉電阻約 20K) 。 由于干擾信號也遵循歐姆定律 , 所以在越存在干擾的場合 , 選擇上拉電阻就要越 小,因為干擾信號在電阻上產生的電壓就越小 。 由于上拉電阻越小就越耗電 ,所以在家用設計上 ,上拉電阻一般都是 10-20K,而在強 干擾場合上拉電阻甚至可以低到 1K. (如果在強干擾場合要拋棄 B 口上拉功能 ,一定要用外部上拉 。 ) B:I/O 口與其它數字電路輸出腳相連 ,此時 I/O 口輸入阻抗就是數字電路輸出 口的阻抗,一般是幾十到幾百歐 。

            可以看出用數字電路做中介可以把阻抗減低到最理想 , 在許多工業控制板上可以 看見大量的數字電路就是為了保證性能和保護 MCU 的 。

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