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如何長進(jìn)單片機(jī)系統(tǒng)的抗擾亂功能

作者: 時(shí)間:2016-11-24 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
搞過產(chǎn)品的朋友都有經(jīng)驗(yàn),一個(gè)設(shè)計(jì)看似容易,硬件設(shè)計(jì)和代碼編寫很快就搞定,但在調(diào)試過程中卻或多或少的事故,這些都是抗擾亂力氣不夠的揭示。
下面談?wù)撘幌氯绾巫屇愕脑O(shè)計(jì)避免走彎路:
抗擾亂展目前2個(gè)方面,一是硬件設(shè)計(jì)上,二是軟件編寫上。
這里關(guān)鍵提醒:在MCU設(shè)計(jì)中重要抗擾亂設(shè)計(jì)是在硬件上,軟件為輔。因?yàn)镸CU的計(jì)算力氣有限,因而要在硬件上花大工夫。
看看擾亂的門徑:
1:擾亂信號(hào)擾亂MCU的重要路徑是穿越I/O口,一是波及了MCU的數(shù)據(jù)采集,二是波及內(nèi)部其它儲(chǔ)藏器。
處理措施:后面談?wù)摗?br />2:電源擾亂:MCU固然習(xí)慣電壓較寬(3-5。5V),但對于電源的波動(dòng)卻很敏感,例如說MCU能夠在3V電壓下安寧工作,但卻不能在電壓在3V-5。5V波動(dòng)的情形下安寧工作。
處理措施:用電源穩(wěn)壓塊,做好電源的濾波等工作,提醒:定然要在電源旁路并上0。1UF的瓷片電容來濾除高頻擾亂,因?yàn)殡娊怆娙輰Τ^幾十KHZ的高頻擾亂不起作用。
3:上下電擾亂:但每個(gè)MCU系統(tǒng)在上電時(shí)候都要穿越這么一個(gè)過程,因而要尤其當(dāng)心。
MCU固然能夠在3V電壓下安寧工作,但并不是說它不能在3V以下的電壓下工作,當(dāng)然在如此低的電壓下MCU是超不安寧事態(tài)的。在系統(tǒng)加電時(shí)候,系統(tǒng)電源電壓是從0V遞升到額定電壓的,例如當(dāng)電壓到2V時(shí)候,MCU開始工作了,但這時(shí)是超不安寧的工作,極輕率跑飛。
薇姿>處理措施:1讓MCU在電源安寧后裁剪始工作。PIC在片內(nèi)集成了POR(內(nèi)部上電延時(shí)復(fù)位),這功能定然要在搭配位中敞開。
表面上電延時(shí)復(fù)位電路。有多種形式,低成本的即便在復(fù)位腳接個(gè)阻容電路。高成本的是用專用芯片。這方面的材料特多,遍地都能夠查找。
最難肅清的即便上面第一種擾亂,并且擾亂信號(hào)隨時(shí)能夠發(fā)生,擾亂信號(hào)的強(qiáng)度也不盡雷同。
但它們也有雷同點(diǎn):擾亂信號(hào)也順從歐姆定律,擾亂信號(hào)偶合路徑無非是電磁擾亂,一是電火花,二是磁場。
其中擾亂最厲害的是電火花擾亂,其次是磁場擾亂。電火花擾亂出現(xiàn)場合重要是接近有大功率開關(guān)、繼電器、接觸器、有刷電機(jī)等。磁場擾亂出現(xiàn)場合重要是接近有大功率的溝通電機(jī)、變壓器等。
處理措施:第一點(diǎn):也是最經(jīng)典的,即便在PCB步線和元件位置安排上下工夫,這其中學(xué)識(shí)許多,說幾天都說不完^^。
二:歸納琢磨各I/O口的輸入阻抗,采集速率等因素設(shè)計(jì)I/O口的外圍電路。
等閑定奪一個(gè)I/O口的輸入阻抗有3種情形:
A:I/O口有上拉電阻,上拉電阻值即便I/O口的輸入阻抗。
等閑大家都用4K-20K電阻做上拉ti.tianan-tep.com,(PIC的B口內(nèi)部上拉電阻約20K)。
由于擾亂信號(hào)也順從歐姆定律,因而在越存在擾亂的場合,抉擇上拉電阻即將越小,因?yàn)閿_亂信號(hào)在電阻上發(fā)生的電壓就越小。
由于上拉電阻越小就越耗電,因而在家用設(shè)計(jì)上,上拉電阻等閑都是10-20K,而在強(qiáng)擾亂場合上拉電阻甚至能夠低到1K。
(萬一在強(qiáng)擾亂場合要丟棄B口上拉功能,定然要用表面上拉。)
B:I/O口與其它數(shù)字電路輸出腳相連,此刻I/O口輸入阻抗即便數(shù)字電路輸出口的阻抗,等閑是幾十到幾百歐。
能夠看出用數(shù)字電路做中介能夠把阻抗減退到最志愿,在眾多工業(yè)扼制板上能夠目睹許多的數(shù)字電路即便為了保證功能和防御MCU的。
C:I/O口并聯(lián)了小電容。
由于電容是通溝通阻直流的,并且擾亂信號(hào)是俄而發(fā)生,俄而熄滅的,因而電容能夠把擾亂信號(hào)濾除。但不好的是構(gòu)成I/O口采集信號(hào)的速率降落,例如在串口上并電容是絕不可取的,因?yàn)殡娙輹?huì)把數(shù)字信號(hào)當(dāng)擾亂信號(hào)濾掉。
對于一些檢測開關(guān)、干簧管、霍爾元件之類的是能夠并電容的,因?yàn)檫@些開關(guān)量的改變是不可能有很高的速率的,并一個(gè)小電容對信號(hào)的采集是沒任何波及的。等閑給旁人的工作挑錯(cuò)要比找自己的錯(cuò)輕率些。


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