Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Elan Microelectronics Corporation,Page,*,微控制類家電產(chǎn)品,抗擾措施培訓(xùn),引言,隨著單片微機(jī)在各個(gè)領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)其可靠性要求也越來越高。單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性由多種因素決定，其中系統(tǒng)抗干擾性能是可靠性的重要指標(biāo)。工業(yè)環(huán)境有強(qiáng)烈的電磁干擾，因此必須采取抗干擾措施，否則難以穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。,形成干擾的基本要素有三個(gè)：,A）,干擾源。指產(chǎn)生干擾的元件、設(shè)備或信號(hào)，用數(shù)學(xué)語言描述如下：,du/dt，di/dt,大的地方就是干擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源。,B）,傳播路徑。指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。,C）,敏感器件。指容易被干擾的對(duì)象。如：,A/D、D/A,變換器，單片機(jī)，數(shù)字,IC，,弱信號(hào)放大器等。,2,Elan Microelectronics Corporation,一般而言，,電磁干擾的形成是由干擾源產(chǎn)生、通過傳播途徑、影響到受擾設(shè)備。因此，抗干擾的關(guān)鍵在于抑制干擾源、合理設(shè)計(jì)傳播途徑、降低受擾設(shè)備的敏感度。,抗干擾措施有硬件措施和軟件措施。硬件措施如果得當(dāng)，可將絕大部分干擾拒之門外，但仍然會(huì)有少數(shù)干擾進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，故軟件措施作為第二道防線必不可少。由于軟件抗干擾措施是以,MCU,為代價(jià)的，如果沒有硬件消除絕大多數(shù)干擾，,MCU,將疲于奔命，無暇顧及正常工作，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的工作效率和實(shí)時(shí)性。因此，一個(gè)成功的抗干擾系統(tǒng)是由硬件和軟件相結(jié)合構(gòu)成的。,3,Elan Microelectronics Corporation,硬件措施和軟件措施,對(duì)于抗干擾而言，硬件措施會(huì)涉及到整個(gè)系統(tǒng)工作的每個(gè)環(huán)節(jié)，包括干擾源、傳播路徑、敏感器件，所以沒有單獨(dú)羅列,而軟件措施主要是針對(duì),MCU,而言，該部分將在敏感器件,MCU,部分詳細(xì)介紹。,4,Elan Microelectronics Corporation,抗擾三部曲,后續(xù)的描述主要針對(duì)家電類低頻產(chǎn)品，高頻部分略有提到,抑制干擾源,優(yōu)化傳導(dǎo)路徑,提高敏感器件的抗擾能力,5,Elan Microelectronics Corporation,抑制干擾源,抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的,du/dt,，,di/dt,。,這是抗干擾設(shè)計(jì)中最優(yōu)先考慮和最重要的原則，常常會(huì)起到事半功倍的效果。,減小干擾源的,du/dt,主要是通過在干擾源兩端并聯(lián)電容來實(shí)現(xiàn)。減小干擾源的,di/dt,則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來實(shí)現(xiàn)。抑制干擾源的常用措施如下：,6,Elan Microelectronics Corporation,A）,繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開線圈時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢干擾。僅加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開時(shí)間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可動(dòng)作更多的次數(shù)。,B）,在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路（一般是,RC,串聯(lián)電路，電阻一般選幾,K,到幾十,K，,電容選0.01,uF），,減小電火花影響。,C）,給電機(jī)加濾波電路，注意電容、電感引線要盡量短。電路板上每個(gè),IC,要并接一個(gè)0.01,F0.1 F,高頻電容，以減小,IC,對(duì)電源的影響。注意高頻電容的布線，連線應(yīng)靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波效果。,D）,布線時(shí)避免90度折線，減少高頻噪聲發(fā)射。,E）,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）。,7,Elan Microelectronics Corporation,提高,敏感器件,的抗擾能力,單片機(jī)系統(tǒng)需要考慮的敏感器件包括2部分；,1）MCU,2）,A/D、D/A,變換器，數(shù)字,IC，,弱信號(hào)放大器等,對(duì)于除,MCU,外的敏感器件：,A）,A/D,類器件，,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。,B）,數(shù)字,IC,的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源,，輸入端加,RC,電路濾波,C,）,弱信號(hào)電路周圍不要形成電流環(huán)路,MCU,做為單片機(jī)系統(tǒng)的核心，它的抗擾措施是否到位，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行有很大的關(guān)系，下面我們將詳細(xì)介紹該部分,8,Elan Microelectronics Corporation,對(duì)于,ELAN,的78系列8,BIT MCU，,如下措施可增強(qiáng)抗擾性：,1.1,MCU,的振蕩電路,振蕩電路的地單獨(dú)連到,MCU,的,VSS，,且走線越短越粗越好,石英晶體或匹配電容下面不要走線。,石英晶體振蕩器外殼接地；地線半包或全包振蕩電路,IRC,的振蕩方式，因?yàn)檎袷幍牡卦?MCU,內(nèi)與,VSS,連接,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。,1.2MCU,的電源和地,對(duì),MCU,的電源和地,盡量單獨(dú)引線連接,9,Elan Microelectronics Corporation,1.,3,復(fù)位電路,MCU,復(fù)位電路的電源和地單獨(dú)連到,MCU,的,VDD,和,VSS，,且走線越短越粗越好。,使用外部復(fù)位電路的抗擾性比內(nèi)部,RESET,好,對(duì)抗干擾而言，三極管的復(fù)位電路是最保險(xiǎn)的，如果用戶的電源上電和掉電都滿足,SPEC,的要求，通過測試，發(fā)現(xiàn),RC,電路的抗擾性也不錯(cuò),1.,4,回避抗擾性較弱的口,義隆一直在致力于改善,MCU,的性能，提高,MCU,的品質(zhì)，04、05年以來，陸續(xù)推出了一系列功規(guī)級(jí)產(chǎn)品，抗擾實(shí)測結(jié)果也很理想。但對(duì)舊產(chǎn)品,EM78X458/9，,因?yàn)闅v史的原因，,P50/INT,很弱，如果用到該口的/,INT,功能，抗擾性一般達(dá)不到要求，因此，建議客戶用,EM78X417/8,代替。如果萬一還是要用到,EM78X458/9，/INT,口要接高電平。,10,Elan Microelectronics Corporation,4.,輸,輸,入,入,的,的,處,處,理,理,MCU,本,身,身,是,是,接,接,受,受,電,電,源,源,系,系,統(tǒng),統(tǒng),的,的,供,供,電,電,的,的,，,，,為,為,了,了,最,最,大,大,限,限,度,度,得,得,到,到,干,干,凈,凈,的,的,電,電,源,源,，,，,建,建,議,議,對(duì),對(duì),MCU,單,獨(dú),獨(dú),引,引,線,線,供,供,電,電,。,。,MCU,有,很,很,多,多,輸,輸,入,入,口,口,，,，,但,但,單,單,片,片,機(jī),機(jī),系,系,統(tǒng),統(tǒng),中,中,，,，,一,一,般,般,會(huì),會(huì),有,有,市,市,電,電,過,過0,點(diǎn),點(diǎn),檢,檢,測,測,，,，,按,按,鍵,鍵,檢,檢,測,測,，,，,各,各,種,種,senser,的,ADC,檢,測,測,，,，,無,無,線,線,或,或,紅,紅,外,外,接,接,收,收,檢,檢,測,測,、,、,通,通,訊,訊,信,信,號(hào),號(hào),檢,檢,測,測,等,等,A,）,）,干,擾,擾,較,較,大,大,的,的,輸,輸,入,入,口,口,：,：,如,如,過,過0,檢,檢,測,測,，,，,電,電,壓,壓,直,直,接,接,從,從,市,市,電,電,過,過,來,來,，,，,要,要,并,并104,濾,濾,波,波,B,）,）,按,鍵,鍵,檢,檢,測,測,口,口,：,：,如,如,果,果,有,有,需,需,要,要,可,可,以,以,對(duì),對(duì),敏,敏,感,感,的,的,按,按,鍵,鍵,口,口,并,并,濾,濾,波,波,電,電,容,容,C,）,）ADC,檢,測,測,口,口,：,：,外,外,部,部,的,的,輸,輸,入,入,阻,阻,抗,抗,小,小,于,于10,K,歐,姆,姆,D,）,）,接,收,收,檢,檢,測,測,口,口,：,：,一,一,般,般,建,建,議,議,用,用,RC,電,路,路,進(jìn),進(jìn),行,行,濾,濾,波,波,E,）,）,通,訊,訊,檢,檢,測,測,口,口,：,：,通,通,訊,訊,器,器,件,件,間,間,的,的,距,距,離,離,越,越,短,短,越,越,好,好,，,，,也,也,可,可,以,以,加,加,RC,濾,波,波,電,電,路,路,，,，,但,但,不,不,要,要,讓,讓,波,波,形,形,失,失,真,真,F,）,）,對(duì),于,于,單,單,片,片,機(jī),機(jī),閑,閑,置,置,的,的,輸,輸,入,入,口,口,，,，,不,不,要,要,懸,懸,空,空,，,，,要,要,接,接,地,地,或,或,接,接,電,電,源,源,；,；,或,或,設(shè),設(shè),為,為,輸,輸,出,出,，,，,給,給,出,出,電,電,平,平,11,ElanMicroelectronicsCorporation,5,輸,輸,出,出,部,部,分,分,A,）,）,輸,入,入,輸,輸,出,出,共,共,用,用,口,口,，,，,抗,抗,干,干,擾,擾,設(shè),設(shè),計(jì),計(jì),都,都,要,要,有,有,顧,顧,及,及,輸,出,出,口,口,的,的,驅(qū),驅(qū),動(dòng),動(dòng),能,能,力,力,保,保,證,證,在,在,SPEC,給,出,出,的,的,范,范,圍,圍,內(nèi),內(nèi),，,，,如,如,下,下,圖,圖,，,，,串,串,聯(lián),聯(lián),電,電,阻,阻,太,太,小,小,，,，,IO,口,直,直,接,接,驅(qū),驅(qū),動(dòng),動(dòng),可,可,能,能,會(huì),會(huì),有,有,問,問,題,題,，,，,改,改,為,為,4.7K,以,上,上,便,便,OK,B,）,）,對(duì),于,于,驅(qū),驅(qū),動(dòng),動(dòng),大,大,功,功,率,率,器,器,件,件,，,，,輸,輸,出,出,口,口,采,采,用,用,光,光,電,電,、,、,磁,磁,電,電,、,、,繼,繼,電,電,器,器,隔,隔,離,離,，,，,對(duì),對(duì),于,于,關(guān),關(guān),鍵,鍵,的,的,高,高,低,低,電,電,平,平,驅(qū),驅(qū),動(dòng),動(dòng),，,，,設(shè),設(shè),置,置,內(nèi),內(nèi),部,部,上,上,拉,拉,或,或,下,下,拉,拉,保,保,證,證,系,系,統(tǒng),統(tǒng),的,的,安,安,全,全,。,。,C）,在輸,入,入和,輸,輸出,通,通道,上,上采,用,用各,種,種隔,離,離器,來,來進(jìn),行,行信,息,息傳,輸,輸是,很,很有,好,好處,的,的，,它,它將,單,單片,機(jī),機(jī)系,統(tǒng),統(tǒng)與,各,各種,傳,傳感,器,器、,開,開關(guān),、,、執(zhí),行,行機(jī),構(gòu),構(gòu)從,電,電氣,上,上隔,離,離開,來,來，,很,很大,一,一部,分,分干,擾,擾將,被,被阻,擋,擋,12,ElanMicroelectronicsCorporation,MCU,增強(qiáng),抗,抗擾,性,性的,軟,軟件,措,措施,1.,對(duì)單,片,片機(jī),使,使用,電,電源,監(jiān),監(jiān)控,及,及看,門,門狗,電,電路,，為,節(jié),節(jié)約,成,成本,，,，建,議,議使,能,能單,片,片機(jī),的,的,WDT,功能2.,重,重復(fù),輸,輸入,或,或輸,出,出：2.1為,了,了確,保,保判,斷,斷正,確,確，,可,可以,對(duì),對(duì)輸,入,入口,連,連續(xù),多,多次,判,判斷2.2,有,有時(shí),為,為防,止,止,單片,機(jī),機(jī)輸,出,出信,號(hào),號(hào)被,干,干擾,，,，設(shè),計(jì),計(jì)者,會(huì),會(huì)通,過,過鎖,存,存器,鎖,鎖存,后,后傳,送,送給,驅(qū),驅(qū)動(dòng),電,電路,，,，但,鎖,鎖存,線,線上,出,出現(xiàn),干,干擾,時(shí),時(shí)，,會(huì),會(huì)盲,目,目鎖,存,存當(dāng),前,前數(shù),據(jù),據(jù)，,軟,軟件,上,上，,可,可以,通,通過,重,重復(fù),輸,輸出,同,同一,個(gè),個(gè)信,號(hào),號(hào)來,改,改善,。,。,只,只,要,要重,復(fù),復(fù)周,期,期盡,可,可能,短,短，,鎖,鎖存,器,器接,收,收到,一,一個(gè),被,被干,擾,擾的,錯(cuò),錯(cuò)誤,信,信號(hào),后,后還,來,來不,及,及作,出,出有,效,效的,反,反應(yīng),，,，一,個(gè),個(gè)正,確,確的,輸,輸出,信,信號(hào),又,又來,到,到，,就,就可,以,以及,時(shí),時(shí)防,止,止錯(cuò),誤,誤動(dòng),作,作的,產(chǎn),產(chǎn)生,。,。,13,Elan MicroelectronicsCorporation,3.掉,電,電保護(hù),電網(wǎng)瞬,間