從硬件角度來抑制單片機電路中的EMI

對于單片機設計者來說，在設計過程中最令人頭疼的問題恐怕就是電磁干擾了。大部分人只關心干擾對最終測試的影響，卻忽略了其對輸入輸出的影響。單片機設計中的電磁干擾影響了單片機的性能和精確度，因此一款好的單片機設計必須充分考慮電磁干擾的情況，本文將為大家介紹單片機電磁干擾硬件設置的處理方法，大家快隨小編來一起看一看吧。

印刷線路板(PCB)的電磁兼容性設計

PCB是單片機系統(tǒng)中電路元件和器件的支撐件，它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術的飛速發(fā)展，PCB的密度越來越高。PCB設計的好壞對單片機系統(tǒng)的電磁兼容性影響很大，實踐證實，即使電路原理圖設計正確，印刷電路板設計不當，也會對單片機系統(tǒng)的可靠性產(chǎn)生不利影響。例如，假如印刷電路板的兩條細平行線靠的很近，會形成信號波形的延遲，在傳輸線的終端形成反射噪聲。因此，在設計印刷電路板的時候，應留意采用正確的方法，遵守PCB設計的一般原則，并應符合抗干擾的設計要求。要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導線的布設是很重要的。

輸入/輸出的電磁兼容性設計

在單片機系統(tǒng)中輸進/輸出也是干擾源的傳導線，和接收射頻干擾信號的拾檢源，設計時一般要采取有效的措施：

①采用必要的共模/差模抑制電路，同時也要采取一定的濾波和防電磁屏蔽措施以減小干擾的進進。

②在條件許可的情況下盡可能采取各種隔離措施(如光電隔離或者磁電隔離)，從而阻斷干擾的傳播。

單片機復位電路的設計

在的單片機系統(tǒng)中，看門狗系統(tǒng)對整個單片機的運行起著特別重要的作用，由于所有的干擾源不可能全部被隔離或往除，一旦進進CPU干擾程序的正常運行，那么復位系統(tǒng)結合軟件處理措施就成了一道有效的糾錯防御的屏障了。常用的復位系統(tǒng)有以下兩種：

①外部復位系統(tǒng)。外部“看門狗”電路可以自己設計也可以用專門的“看門狗”芯片來搭建。然而，他們各有優(yōu)缺點，大部分專用“看門狗”芯片對低頻“喂狗”信號不能響應，而高頻“喂狗”信號都能響應，使其在低頻“喂狗”信號下產(chǎn)生復位動作而在高頻的“喂狗”信號下不產(chǎn)生復位動作，這樣，假如程序系統(tǒng)陷進一個死循環(huán)，而該循環(huán)中恰巧有著“喂狗”信號的話，那么該復位電路就無法實現(xiàn)它的應有的功能了。然而，我們自己可以設計一個具有帶通的“喂狗”電路和其他復位電路構成的系統(tǒng)就是一個很有效外部監(jiān)控系統(tǒng)了。

②現(xiàn)在越來越多的單片機都帶有自己的片上復位系統(tǒng)，這樣用戶就可以很方便的使用其內(nèi)部的復位定時器了，但是，有一些型號的單片機它的復位指令太過于簡單，這樣也會存在像上述死循環(huán)那樣的“喂狗”指令，使其失去監(jiān)控作用。有一些單片機的片上復位指令就做的比較好，一般他們把“喂狗”信號做成固定格式的多條指令依順序來執(zhí)行，假如有一定錯誤則該“喂狗”操縱無效，這樣就大大進步了復位電路的可靠性。

振蕩器

大部分的單片機都有一個耦合于外部晶體或陶瓷諧振器的振蕩器電路。在PCB上，要求外接是電容、晶體或陶瓷諧振器的引線越短越好。RC振蕩器對干擾信號有潛伏的敏感性，它能產(chǎn)生很短的時鐘周期，因而最好選晶體或陶瓷諧振器。另外，石英晶體的外殼要接地。

防雷擊措施

室外使用的單片機系統(tǒng)或從室外排擠引進室內(nèi)的電源線、信號線，要考慮系統(tǒng)的防雷擊題目。常用的防雷擊器件有：氣體放電管、TVS等。氣體放電管是當電源的電壓大于某一數(shù)值時，通常為數(shù)十V或數(shù)百V，氣體擊穿放電，將電源線上強沖擊脈沖導進大地。TVS可以看成兩個并聯(lián)且方向相反的齊納二極管，當兩端電壓高于某一值時導通。其特點是可以瞬態(tài)通過數(shù)百乃上千A的電流。

以上這些都是人們常說的硬件對與EMI電磁干擾當中應該注意的部分。當然，在硬件方面采取措施并不能完全避免EMI的發(fā)生，還需要從軟件方面出發(fā)來采取進一步的措施來進行鞏固，小編將在下一篇文章中為大家進行介紹。