本文中所提到 對電磁干擾 設計我們主要從硬件和軟件方面進行設計處理，下面就是從單片機 PCB設計到軟件處理方面來介紹對電磁兼容性 處理。本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/201609/303683.htm一、影響EMC 因數1、電壓：電源電壓越高，意味著電壓振幅越大，發射就更多，而低電源電壓影響敏感度。2、頻率：高頻產生更多 發射，周期性信號產生更多 發射。在高頻單片機系統中，當器件開關時產生電流尖峰信號;在模擬系統中，當負載電流變化時產生電流尖峰信號。3、接地：在所有EMC題目中，主要題目是不適當 接地引起 。有三種信號接地方法：單點、多點和混合。在頻率低于1MHz時，可采用單點接地方法，但不適宜高頻;在高頻應用中，最好采用多點接地。混合接地是低頻用單點接地，而高頻用多點接地 方法。地線布局是關鍵，高頻數字電路和低電平模擬電路 接地電路盡不能混合。4、PCB設計：適當 印刷電路板(PCB)布線對防止EMI是至關重要 。5、電源往耦：當器件開關時，在電源線上會產生瞬態電流，必須衰減和濾掉這些瞬態電流。來自高di/dt源 瞬態電流導致地和線跡發射電壓，高di/dt產生大范圍 高頻電流，激勵部件和線纜輻射。流經導線 電流變化和電感會導致壓降，減小電感或電流隨時間 變化可使該壓降最小。二、對干擾措施 硬件處理方法1、印刷線路板(PCB) 電磁兼容性設計PCB是單片機系統中電路元件和器件 支撐件，它提供電路元件和器件之間 電氣連接。隨著電子技術 飛速發展，PCB 密度越來越高。PCB設計 好壞對單片機系統 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 可靠性產生不利影響。例如，假如印刷電路板 兩條細平行線靠 很近，會形成信號波形。 延遲，在傳輸線 終端形成反射噪聲。因此，在設計印刷電路板 時候，應留意采用正確 方法，遵守PCB設計 一般原則，并應符合抗干擾 設計要求。要使電子電路獲得最佳性能，元器件 布局及導線 布設是很重要 。2、輸入/輸出 電磁兼容性設計在單片機系統中輸進/輸出也是干擾源 傳導線，和接收射頻干擾信號 拾檢源，我們設計時一般要采取有效 措施：①采用必要 共模/差模抑制電路，同時也要采取一定 濾波和防電磁屏蔽措施以減小干擾 進進。②在條件許可 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 傳播。3、單片機復位電路 設計在單片機系統中，看門狗系統對整個單片機 運行起著特別重要 作用，由于所有 干擾源不可能全部被隔離或往除，一旦進進CPU干擾程序 正常運行，那么復位系統結合軟件處理措施就成了一道有效 糾錯防御 屏障了。常用 復位系統有以下兩種：①外部復位系統。外部看門狗電路可以自己設計也可以用專門 看門狗芯片來搭建。然而，他們各有優缺點，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生復位動作而在高頻 喂狗信號下不產生復位動作，這樣，假如程序系統陷進一個死循環，而該循環中恰巧有著喂狗信號 話，那么該復位電路就無法實現它 應有 功能了。然而，我們自己可以設計一個具有帶通 喂狗電路和其他復位電路構成 系統就是一個很有效外部監控系統了。②現在越來越多 單片機都帶有自己 片上復位系統，這樣用戶就可以很方便 使用其內部 復位定時器了，但是，有一些型號 單片機它 復位指令太過于簡單，這樣也會存在象上述死循環那樣 喂狗指令，使其失往監控作用。有一些單片機 片上復位指令就做 比較好，一般他們把喂狗信號做成固定格式 多條指令依順序來執行，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 可靠性。4、振蕩器大部分 單片機都有一個耦合于外部晶體或陶瓷諧振器 振蕩器電路。在PCB上，要求外接是電容、晶體或陶瓷諧振器 引線越短越好。RC振蕩器對干擾信號有潛伏 敏感性，它能產生很短 時鐘周期，因而最好選晶體或陶瓷諧振器。另外，石英晶體 外殼要接地。5、防雷擊措施室外使用 單片機系統或從室外排擠引進室內 電源線、信號線，要考慮系統 防雷擊題目。常用 防雷擊器件有：氣體放電管、TVS等。氣體放電管是當電源 電壓大于某一數值時，通常為數十V或數百V，氣體擊穿放電，將電源線上強沖擊脈沖導進大地。TVS可以看成兩個并聯且方向相反 齊納二極管，當兩端電壓高于某一值時導通。其特點是可以瞬態通過數百乃上千A 電流。三、對干擾措施 軟件處理方法電磁干擾源所產生 干擾信號在一些特定 情況下(比如在一些電磁環境比較惡劣 情況下)是無法完全消除 ，終極將會進進CPU處理 pcb designer 核心單元，這樣在一些大規模集成電路經常會受到干擾，導致不能正常工作或在錯誤狀態下工作。特別是像RAM這種利用雙穩態進行存儲pcb 器件，往往會在強干擾下發生翻轉，使原來存儲 0變為1，或者1變為0;一些串行傳輸 時序及數據會因干擾而發生改變;更嚴重 會破壞一些重要 數據參數等;造成 后果往往是很嚴重 。在這種情況下軟件設計 好壞直接影響到整個系統pcb 抗干擾能力 高低。1、程序會由于電磁干擾大致會一下幾種情況：①程序跑飛。這種情況是最常見 干擾結果，一般來說有一個好 復位系統或軟件幀測系統即可，對整個運行系統 不會產生太大 影響。②死循環或不正常程序代碼運行。當然這種死循環和不正常程序代碼并非設計職員有意寫進 ，我們知道程序 指令是由字節組成 ，有 是單字節指令而有 是多字節指令，當干擾產生后使得PC指針發生變化，從而使原來 程序代碼發生了重組產生了不可猜測。 可執行。 程序代碼，那么，這種錯誤是致命 ，它會有可能會往修改重要 數據參數，有可能產生不可猜測 控制輸出等一系列錯誤狀態。 |
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