單片機設(shè)計注意要點

1、單片機的工作頻率

1.1單片機的設(shè)計應(yīng)根據(jù)客戶的需求來選擇較低的工作頻率

首先介紹一下這樣做的優(yōu)點：采用低的晶振和總線頻率使得我們可以選擇較小的單片機滿足時序的要求，這樣單片機的工作電流可以變得更低，最重要的是VDD到VSS的電流峰值會更小。

當(dāng)然我們這里需要做一個妥協(xié)，因為客戶的要求可能是兼容的和平臺化的(目前汽車電子的發(fā)展趨勢就是平臺化)，選擇較高的工作頻率可以兼容更多的平臺，也方便以后升級和擴展，因此要選擇一個較低的可以接受的工作頻率。

2、恰當(dāng)?shù)妮敵鲵?qū)動能力

在給定負載規(guī)范，上升和下降時間，選擇適當(dāng)?shù)妮敵龅纳仙龝r間，最大限度地降低輸出和內(nèi)部驅(qū)動器的峰值電流是減小EMI的最重要的設(shè)計考慮因素之一。驅(qū)動能力不匹配或不控制輸出電壓變化率，可能會導(dǎo)致阻抗不匹配，更快的開關(guān)邊沿，輸出信號的上沖和下沖或電源和地彈噪聲。

2.1設(shè)計單片機的輸出驅(qū)動器，首先確定模塊需求的負載，上升和下降的時間，輸出電流待續(xù)哦啊，根據(jù)以上的信息驅(qū)動能力，控制電壓擺率，只有這樣才能得到符合模塊需求又能滿足EMC要求。

驅(qū)動器能力比負載實際需要的充電速度高時，會產(chǎn)生的更高的邊沿速率，這樣會有兩個缺點

1.信號的諧波成分增加了.

2.與負載電容和寄生內(nèi)部bonding線，IC封裝，PCB電感一起，會造成信號的上沖和下沖。

選擇合適的的di/dt開關(guān)特性，可通過仔細選擇驅(qū)動能力的大小和控制電壓擺率來實現(xiàn)。最好的選擇是使用一個與負載無關(guān)的恒定的電壓擺率輸出緩沖器。同樣的預(yù)驅(qū)動器輸出的電壓擺率可以減少(即上升和下降時間可以增加)，但是相應(yīng)的傳播延遲將增加，我們需要控制總的開關(guān)時間)。

2.2使用單片機的可編程的輸出口的驅(qū)動能力，滿足模塊實際負載要求。

可編程的輸出口的驅(qū)動器的最簡單是的并聯(lián)的一對驅(qū)動器，他們的MOS的Rdson不能，能輸出的電流能力也不相同。我們在測試和實際使用的時候可以選擇不同的模式。實際上目前的單片機一般至少有兩種模式可選擇，有些甚至可以有三種(強，中等，弱)

2.3當(dāng)時序約束有足夠的余量的時候，通過降低輸出能力來減緩內(nèi)部時鐘驅(qū)動的邊沿。

減少同步開關(guān)的峰值電流，和di/dt，一個重要的考慮因素就是降低內(nèi)部時鐘驅(qū)動的能力(其實就是放大倍數(shù)，穿通電流與之相關(guān)型很大)。降低時鐘邊沿的電流，將顯著改善EMI。當(dāng)然這樣做的缺點就是，由于時鐘和負載的開通時間的變長使得單片機的平均電流可能增加?？焖龠呇睾拖鄬^高的峰值電流，時間更長邊沿較慢的電流脈沖這兩者需要做一個妥協(xié)。

2.4晶振的內(nèi)部驅(qū)動(反向器)最好不要超過實際的需求。

這個問題，實際上前面也談過了，當(dāng)增益過大的時候會帶來更大的干擾。

3、設(shè)計最小穿通電流的驅(qū)動器

3.1 時鐘，總線和輸出驅(qū)動器應(yīng)盡可能使得傳統(tǒng)電流最小

穿通電流【重疊電流，短路電流】，是從單片機在切換過程中，PMOS和NMOS同時導(dǎo)通時候，電源到地線的電流，穿通電流直接影響了EMI和功耗。

這個內(nèi)容實際上是在單片機內(nèi)部的，時鐘，總線和輸出驅(qū)動器，消除或減少穿通電流的方法是盡量先關(guān)閉一個FET，然后再開通一個FET。當(dāng)電流較大時，需要額外的預(yù)驅(qū)動電路或電壓擺率。