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单片机电路与数字电路的抗干扰办法

形成干扰的基本要素有三个:(1)干扰源,指产生干扰的元件、设备或信号,用数学语言描述如下:du/dt,di/dt大的地方就是干扰源。如:雷电、继电器、可控

构成搅扰的基本要素有三个:

(1)搅扰源,指发生搅扰的元件、设备或信号,用数学言语描绘如下:du/dt,di/dt大的当地便是搅扰源。如:雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都或许成为搅扰源。

(2)传达途径,指搅扰从搅扰源传达到灵敏器材的通路或前言。典型的搅扰传达途径是经过导线的传导和空间的辐射。

(3)灵敏器材,指简单被搅扰的目标。如:A/D、D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号放大器等。

抗搅扰规划的基本准则是:按捺搅扰源,堵截搅扰传达途径,进步灵敏器材的抗搅扰功能。(类似于流行症的防备)

1、按捺搅扰源

按捺搅扰源便是尽或许的减小搅扰源的du/dt,di/dt。这是抗搅扰规划中最优先考虑和最重要的准则,常常会起到事半功倍的作用。减小搅扰源的du/dt主要是经过在搅扰源两头并联电容来完成。减小搅扰源的di/dt则是在搅扰源回路串联电感或电阻以及添加续流二极管来完成。

按捺搅扰源的常用办法如下:

(1)继电器线圈添加续流二极管,消除断开线圈时发生的反电动势搅扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时刻滞后,添加稳压二极管后继电器在单位时刻内可动作更多的次数。

(2)在继电器接点两头并接火花按捺电路(一般是RC串联电路,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01uF),减小电火花影响。

(3)给电机加滤波电路,留意电容、电感引线要尽量短。

(4)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。留意高频电容的布线,连线应接近电源端并尽量粗短,不然,等于增大了电容的等效串联电阻,会影响滤波作用。

(5)布线时避免90度折线,削减高频噪声发射。

(6)可控硅两头并接RC按捺电路,减小可控硅发生的噪声(这个噪声严峻时或许会把可控硅击穿的)。

按搅扰的传达途径可分为传导搅扰和辐射搅扰两类。

所谓传导搅扰是指经过导线传达到灵敏器材的搅扰。高频搅扰噪声和有用信号的频带不同,能够经过在导线上添加滤波器的办法堵截高频搅扰噪声的传达,有时也可加阻隔光耦来处理。电源噪声的损害最大,要特别留意处理。所谓辐射搅扰是指经过空间辐射传达到灵敏器材的搅扰。一般的处理办法是添加搅扰源与灵敏器材的间隔,用地线把它们阻隔和在灵敏器材上加蔽罩。

2、堵截搅扰传达途径的常用办法如下

(1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗搅扰就处理了一大半。许多单片机对电源噪声很灵敏,要给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搅扰。比方,能够运用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻替代磁珠。

(2)假如单片机的I/O口用来操控电机等噪声器材,在I/O口与噪声源之间应加阻隔(添加π形滤波电路)。操控电机等噪声器材,在I/O口与噪声源之间应加阻隔(添加π形滤波电路)。

(3)留意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量接近,用地线把时钟区阻隔起来,晶振外壳接地并固定。此办法可处理许多疑难问题。

(4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模仿信号。尽或许把搅扰源(如电机,继电器)与灵敏元件(如单片机)远离。

(5)用地线把数字区与模仿区阻隔,数字地与模仿地要别离,最终在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为准则,厂家分配A/D、D/A芯片引脚摆放时已考虑此要求。

(6)单片机和大功率器材的地线要独自接地,以减小彼此搅扰。大功率器材尽或许放在电路板边际。

(7)在单片机I/O口,电源线,电路板连接线等要害当地运用抗搅扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器,屏蔽罩,可明显进步电路的抗搅扰功能。

3、进步灵敏器材的抗搅扰功能

进步灵敏器材的抗搅扰功能是指从灵敏器材这边考虑尽量削减对搅扰噪声的拾取,以及从不正常状况赶快康复的办法。

进步灵敏器材抗搅扰功能的常用办法如下:

(1)布线时尽量削减回路环的面积,以下降感应噪声。

(2)布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是下降耦合噪声。

(3)关于单片机搁置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的搁置端在不改动体系逻辑的情况下接地或接电源。

(4)对单片机运用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813,X25043,X25045等,可大起伏进步整个电路的抗搅扰功能。

(5)在速度能满足要求的前提下,尽量下降单片机的晶振和选用低速数字电路。

(6)IC器材尽量直接焊在电路板上,少用IC座。

接下来再说说在这方面的经历。

软件方面:

1、常将不必的代码空间全清成“0”,由于这等效于NOP,可在程序跑飞时归位;

2、在跳转指令前加几个NOP,意图同1;

3、在无硬件WatchDog时可采用软件模仿WatchDog,以监测程序的运转;

4、触及处理外部器材参数调整或设置时,为避免外部器材因受搅扰而犯错可守时将参数从头发送一遍,这样可使外部器材赶快康复正确;

5、通讯中的抗搅扰,可加数据校验位,可采纳3取2或5取3战略;

6、在有通讯线时,如I^2C、三线制等,实践中咱们发现将Data线、CLK线、INH线常态置为高,其抗搅扰作用要好过置为低。

硬件方面:

1、地线、电源线的部线必定重要了!

2、线路的去偶;

3、数、模地的分隔;

4、每个数字元件在地与电源之间都要104电容;

5、在有继电器的使用场合,尤其是大电流时,防继电器触点火花对电路的搅扰,可在继电器线圈间并一104和二极管,在触点和常初步直接472电容,作用不错!

6、为防I/O口的串扰,可将I/O口阻隔,办法有二极管阻隔、门电路阻隔、光偶阻隔、电磁阻隔等;

7、当然多层板的抗搅扰必定好过单面板,但本钱却高了几倍。

8、挑选一个抗搅扰能力强的器材比之任何办法都有用,这点应该最重要。

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