单片机系统抗干扰性能方面分析方案
件间的电感影响较小,而接地电路形成的环流对干扰影响较大,因而采用一点接地的方式。当信号工作频率大于10MHz,地线阻抗变得很大,此时应尽量降低地线阻抗,应采用就近多点接地。当工作频率在1~10MHz时,如果采用一点接地,其地线长度不应超过波长的1/20,否则应采用多点接地法。 b.数字地与模拟地分开。电路板上既有高速逻辑电路,又有线性电路,应使它们尽量分开,而两者的地线不要相混,分别与电源端地线相连。低频电路的地应尽量采用单点并联接地,实际布线有困难时可部分串联后再并联接地;高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔,要尽量加大线性电路的接地面积。 C.接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条,则接地电位会随电流的变化而变化,致使电子产品的定时信号电平不稳,抗噪声性能降低。 因此应将接地线尽量加粗,使它能通过三倍于印刷电路板的允许电流。如有可能,接地线的宽度应大于3mm。 d.接地线构成闭环路。设计只由数字电路组成的印刷电路板的地线系统时,将接地线做成闭路可以明显地提高抗噪声能力。其原因在于:印刷电路板上有很多集成电路元件,尤其遇有耗电多的元件时,因受接地线粗细的限制,会在地线上产生较大的电位差,引起抗噪声能力下降;若将接地线构成环路,则会缩小电位差值,提高电子设备的抗噪声能力。 ③退耦电容配置 PCB设计的常规做法之一,是在印刷板的各个关键部位配置适当的退耦电容。退耦电容的一般配置原则是: a.电源输入端跨接10~100μF的电解电容器。如有可能,接100μF以上的更好。 b.原则上每个集成电路芯片都应布置一个0.01pF的瓷片电容。如遇印刷板空隙不够,可每4~8个芯片布置一个1~10pF的钽电容。 c.对于抗噪声能力弱、关断时电源变化大的器件,如RAM、ROM存储器件,应在芯片的电源线和地线之间直接接入退耦电容。 d.电容引线不能太长,尤其是高频旁路电容不能有引线。 此外,还应注意以下两点: a.在印刷板中有接触器、继电器、按钮等元件时,操作它们时均会产生较大火花放电,必须采用RC电路来吸收放电电流。一般R取1~2kΩ,C取2.2~47μF。 b.CMOS的输入阻抗很高,且易受感应,因此在使用时,对不用端要接地或接正电源。 (2)输入/输出的电磁兼容性设计 在单片机系统中输入/输出也是干扰源的传导线,和接收射频干扰信号的拾检源,称重仪表设计时一般要采取有效的措施: ①。采用必要的共模/差模抑制电路,同时也要采取一定的滤波和防电磁屏蔽措施以减小干扰的进入。 ②。在条件许可的情况下尽可能采取各种隔离措施(如光电隔离或者磁电隔离),从而阻断干扰的传播。 (3)单片机复位电路的设计 在单片机系统中,看门狗系统对整个单片机的运行起着特别重要的作用,因为所有的干扰源不可能全部被隔离或去除,一旦进入CPU干扰程序的正常运行,那么复位系统结合软件处理措施就成了一道有效的纠错防御的屏障了。常用的复位系统有以下两种: ①。外部复位系统。外部“看门狗”电路可以自己设计也可以用专门的
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