做过单片机方案开发的朋友应该深有体会,一个方案设计看似简单,只要技术经验足够,软件代码编写和硬件设计很快就能够搞定,但是在调试过程中或多或少会出现一些问题,这其实就是 单片机抗干扰能力较弱的体现。今天就为大家讲讲如何提升单片机的抗干扰性能,让你在设计过程中少走弯路。
一般来说,硬件设计和软件编写都会影响到单片机的抗干扰性,在单片机设计中,主要抗干扰设计是以硬件为主,软件为辅,由于单片机的计算能力比较有限,所以在硬件上要花费更多心思。
嵌入式单片机
干扰的途径和解决方法:
1、信号干扰:主要路径是通过I/O口,影响MCU的数据采集,以及其他内部寄存器;
干扰信号随时都可以发生,而且干扰的强度也不尽相同,所以这个干扰是比较难排除的一种干扰。通过欧姆定律可知干扰信号耦合路径无非只有两种,电火花和磁场,合起来叫做电磁干扰。其中,电火花干扰比磁场干扰更为严重,电火花干扰出现的原因主要是附近有大功率开关、继电器、接触器、有刷电机等等。磁场干扰表现场合主要是附近有大功率的交流电机、变压器等等。所以,工程师需要在PCB布线和元件位置安排上下功夫,这中间涉及的学问比较多,这里不做详细叙述,可以查阅以往的资料学习。
2、电源干扰:单片机虽然适应电压较宽(3-5v),但是对于电源的波动却非常敏感,比如说MCU可以在3V电压下稳定工作,却不能在电压3v-5v,5V波动的情况下稳定工作。
解决方法是用电源稳压模块,做好电源的滤波等工作,必须在电源旁路并上0.1UF的瓷片电容来滤除高频干扰,因为点解电容对超过几十KHZ的高频干扰不起作用。
3、上下电干扰:每个单片机系统在上电的时候几乎都要经过这样一个过程,这个过程也受到干扰;单片机并不是说不能在3V电压以下工作,而是在如此低的电压下单片机的状态是非常不稳定的。在系统加电的时候,系统电源电压是从0V上升到额定电压的,比如当电压到2V的时候,单片机开始工作了,但是这个时候是非常不稳定的工作状态,非常容易跑飞。
解决方法是PIC在片内集成了PRO(内部上电延时复位),这个功能在配置中打开;外部上电延时复位电路,有多种形式,低成本的方法就是在复位脚接上阻容电路,高成本的方法就是用专用芯片。
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