（1）在元器件的機(jī)關(guān)方面，應(yīng)該把彼此有關(guān)的元件只管放得接近一些，譬喻，時(shí)鐘產(chǎn)生器、晶振、CPU的時(shí)鐘輸入端都易發(fā)生噪聲，在安排的時(shí)候應(yīng)把它們接近些。對(duì)付那些易發(fā)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開(kāi)關(guān)電路等，應(yīng)只管使其遠(yuǎn)離單片機(jī)的邏輯節(jié)制電路和存儲(chǔ)電路（ROM、RAM），假如大概的話，可以將這些電路別的制成電路板，這樣有利于抗滋擾，提高電路事情的靠得住性。

　?。?）只管在要害元件，如ROM、RAM等芯片旁邊安裝去耦電容。實(shí)際上，印制電路板走線、引腳連線和接線等都大概含有較大的電感效應(yīng)。大的電感大概會(huì)在Vcc走線上引起嚴(yán)重的開(kāi)關(guān)噪聲尖峰。防備Vcc走線上開(kāi)關(guān)噪聲尖峰的獨(dú)一要領(lǐng)，是在VCC與電源地之間安頓一個(gè)0.1uF的電子去耦電容。假如電路板上利用的是外貌貼裝元件，可以用片狀電容直接緊靠著元件，在Vcc引腳上牢靠。最好是利用瓷片電容，這是因?yàn)檫@種電容具有較低的靜電損耗（ESL）和高頻阻抗，別的這種電容溫度和時(shí)間上的介質(zhì)不變性也很不錯(cuò)。只管不要利用鉭電容，因?yàn)樵诟哳l下它的阻抗較高。

在安頓去耦電容時(shí)需要留意以下幾點(diǎn)：

　·在印制電路板的電源輸入端跨接100uF閣下的電解電容，假如體積答允的話，電容量大一些則更好。

　·原則上每個(gè)集成電路芯片的旁邊都需要安排一個(gè)0.01uF的瓷片電容，假如電路板的曠地太小而安排不下時(shí)，可以每10個(gè)芯片閣下安排一個(gè)1～10的鉭電容。

　·對(duì)付抗滋擾本領(lǐng)弱、關(guān)斷時(shí)電流變革大的元件和RAM、ROM等存儲(chǔ)元件，應(yīng)該在電源線（Vcc）和地線之間接入去耦電容。

　·電容的引線不要太長(zhǎng)，出格是高頻旁路電容不能帶引線。

　?。?）在單片機(jī)節(jié)制系統(tǒng)中，地線的種類(lèi)有許多，有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模仿地等，地線是否機(jī)關(guān)公道，將抉擇電路板的抗滋擾本領(lǐng)。在設(shè)計(jì)地線和接所在的時(shí)候，應(yīng)該思量以下問(wèn)題：

　·邏輯地和模仿地要分隔布線，不能適用，將它們各自的地線別離與相應(yīng)的電源地線相連。在設(shè)計(jì)時(shí)，模仿地線應(yīng)只管加粗，并且只管加大引出端的接地面積。一般來(lái)講，對(duì)付輸入輸出的模仿信號(hào)， 電解電容，與單片機(jī)電路之間最好通過(guò)光耦舉辦斷絕。

　·在設(shè)計(jì)邏輯電路的印制電路版時(shí)，其地線應(yīng)組成閉環(huán)形式，提高電路的抗滋擾本領(lǐng)。

　·地線應(yīng)只管的粗。假如地線很細(xì)的話，則地線電阻將會(huì)較大，造成接地電位隨電流的變革而變革，致使信號(hào)電平不穩(wěn)，導(dǎo)致電路的抗滋擾本領(lǐng)下降。在布線空間答允的環(huán)境下，要擔(dān)保主腹地線的寬度至少在2～3mm以上，元件引腳上的接地線應(yīng)該在1.5mm閣下。

　·要留意接所在的選擇。當(dāng)電路板上信號(hào)頻率低于1MHz時(shí)，由于布線和元件之間的電磁感到影響很小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)滋擾的影響較大，所以要回收一點(diǎn)接地，使其不形成回路。當(dāng)電路板上信號(hào)頻率高于10MHz時(shí)，由于布線的電感效應(yīng)明明，地線阻抗變得很大，此時(shí)接地電路形成的環(huán)流就不再是主要的問(wèn)題了。所以應(yīng)回收多點(diǎn)接地，只管低落地線阻抗。

　·電源線的部署除了要按照電流的巨細(xì)只管加粗走線寬度外，在布線時(shí)還應(yīng)使電源線、地線的走線偏向與數(shù)據(jù)線的走線方身一致在布線事情的最后，用地線將電路板的底層沒(méi)有走線的處所鋪滿，這些要領(lǐng)都有助于加強(qiáng)電路的抗滋擾本領(lǐng)。

　·數(shù)據(jù)線的寬度應(yīng)盡大概地寬，以減小阻抗。數(shù)據(jù)線的寬度至少不小于0.3mm(12mil)，假如回收0.46～0.5mm(18mil～20mil)則更為抱負(fù)。

　·由于電路板的一個(gè)過(guò)孔會(huì)帶來(lái)約莫10pF的電容效應(yīng)，這對(duì)付高頻電路，將會(huì)引入太多的滋擾，所以在布線的時(shí)候，應(yīng)盡大概地淘汰過(guò)孔的數(shù)量。再有， 貼片鋁電解電容，過(guò)多的過(guò)孔也會(huì)造成電路板的機(jī)器強(qiáng)度低落。

一個(gè)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件電路設(shè)計(jì)包括兩部門(mén)內(nèi)容：一是系統(tǒng)擴(kuò)展，即單片機(jī)內(nèi)部的成果單位，如ROM、RAM、I/O、按時(shí)器/計(jì)數(shù)器、間斷系統(tǒng)等不能滿意應(yīng)用系統(tǒng)的要求時(shí)，必需在片外舉辦擴(kuò)展，選擇適當(dāng)?shù)男酒O(shè)計(jì)相應(yīng)的電路。二是系統(tǒng)的設(shè)置，即憑據(jù)系統(tǒng)成果要求設(shè)置外圍設(shè)備，如鍵盤(pán)、顯示器、打印機(jī)、A/D、D/A轉(zhuǎn)換器等，要設(shè)計(jì)符合的接口電路。

系統(tǒng)的擴(kuò)展和設(shè)置應(yīng)遵循以下原則：

1、盡大概選擇典范電路，并切合單片機(jī)通例用法。為硬件系統(tǒng)的尺度化、模塊化打下精采的基本。

2、系統(tǒng)擴(kuò)展與外圍設(shè)備的設(shè)置程度應(yīng)充實(shí)滿意應(yīng)用系統(tǒng)的成果要求，并留有適當(dāng)余地，以便舉辦二次開(kāi)拓。

3、硬件布局應(yīng)團(tuán)結(jié)應(yīng)用軟件方案一并思量。硬件布局與軟件方案會(huì)發(fā)生彼此影響，思量的原則是：軟件能實(shí)現(xiàn)的成果盡大概由軟件實(shí)殃，以簡(jiǎn)化硬件布局。但必需留意，由軟件實(shí)現(xiàn)的硬件成果，一般響應(yīng)時(shí)間比硬件實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)，且占用CPU時(shí)間。

4、系統(tǒng)中的相關(guān)器件要盡大概做到機(jī)能匹配。如選用CMOS芯片單片機(jī)組成低功耗系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)中所有芯片都應(yīng)盡大概選擇低功耗產(chǎn)物。

5、靠得住性及抗滋擾設(shè)計(jì)是硬件設(shè)計(jì)必不行少的一部門(mén)，它包羅芯片、器件選擇、去耦濾波、印刷電路板布線、通道斷絕等。

6、單片機(jī)外圍電路較多時(shí)，必需思量其驅(qū)動(dòng)本領(lǐng)。驅(qū)動(dòng)本領(lǐng)不敷時(shí)，系統(tǒng)事情不行靠，可通過(guò)增設(shè)線驅(qū)動(dòng)器加強(qiáng)驅(qū)動(dòng)本領(lǐng)或淘汰芯片功耗來(lái)低落總線負(fù)載。

7、只管朝“單片”偏向設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)器件越多，器件之間彼此滋擾也越強(qiáng)，功耗也增大，也不行制止地低落了系統(tǒng)的不變性。跟著單片機(jī)片內(nèi)集成的成果越來(lái)越強(qiáng)，真正的片上系統(tǒng)SoC已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)，如ST公司新近推出的μPSD32××系列產(chǎn)物在一塊芯片上集成了80C32核、大容量FLASH存儲(chǔ)器、SRAM、A/D、I/O、兩個(gè)串口、看門(mén)狗、上電復(fù)位電路等等。

單片機(jī)系統(tǒng)硬件抗滋擾常用要領(lǐng)實(shí)踐

影響單片機(jī)系統(tǒng)靠得住安詳運(yùn)行的主要因素主要來(lái)自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各類(lèi)電氣滋擾，并受系統(tǒng)布局設(shè)計(jì)、元器件選擇、安裝、制造工藝影響。這些都組成單片機(jī)系統(tǒng)的滋擾因素，常會(huì)導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行反常，輕則影響產(chǎn)物質(zhì)量和產(chǎn)量，重則會(huì)導(dǎo)致變亂，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。

形成滋擾的根基要素有三個(gè)：（1）滋擾源。指發(fā)生滋擾的元件、設(shè)備或信號(hào)，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描寫(xiě)如下：du/dt，di/dt大的處所就是滋擾源。如：雷電、繼電器、可控硅、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都大概成為滋擾源。（2）流傳路徑。指滋擾從滋擾源流傳到敏感器件的通路或前言。典范的滋擾流傳路徑是通過(guò)導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射。（3）敏感器件。指容易被滋擾的工具。如：A/D、D/A調(diào)動(dòng)器，單片機(jī)，數(shù)字IC，弱信號(hào)放大器等。滋擾的分類(lèi)1滋擾的分類(lèi)滋擾的分類(lèi)有許多幾何種，凡是可以憑據(jù)噪聲發(fā)生的原因、傳導(dǎo)方法、波形特性等等舉辦差異的分類(lèi)。按發(fā)生的原因分：可分為放電噪聲音、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲。按傳導(dǎo)方法分：可分為共模噪聲和串模噪聲。按波形分：可分為一連正弦波、脈沖電壓、脈沖序列等等。2滋擾的耦合方法滋擾源發(fā)生的滋擾信號(hào)是通過(guò)必然的耦合通道才對(duì)測(cè)控系統(tǒng)發(fā)生浸染的。因此，我有有須要看看滋擾源和被滋擾工具之間的通報(bào)方法。滋擾的耦合方法，無(wú)非是通過(guò)導(dǎo)線、空間、民眾線等等，細(xì)分下來(lái)，主要有以下幾種：（1）直接耦合：這是最直接的方法，也是系統(tǒng)中存在最普遍的一種方法。好比滋擾信號(hào)通過(guò)電源線侵入系統(tǒng)。（2）民眾阻抗耦合：這也是常見(jiàn)的耦合方法，這種形式經(jīng)常產(chǎn)生在兩個(gè)電路電流有配合通路的環(huán)境。為了防備這種耦合，凡是在電路設(shè)計(jì)上就要思量。使滋擾源和被滋擾工具間沒(méi)有民眾阻抗。（3）電容耦合：又稱(chēng)電場(chǎng)耦合或靜電耦合。是由于漫衍電容的存在而發(fā)生的耦合。（4）電磁感到耦合：又稱(chēng)磁場(chǎng)耦合。是由于漫衍電磁感到而發(fā)生的耦合。（5）泄電耦合：這種耦合是純電阻性的，在絕緣欠好時(shí)就會(huì)產(chǎn)生。

常用硬件抗滋擾技能針對(duì)形成滋擾的三要素，采納的抗滋擾主要有以下手段。1抑制滋擾源抑制滋擾源就是盡大概的減小滋擾源的du/dt，di/dt。這是抗滋擾設(shè)計(jì)中最優(yōu)先思量和最重要的原則，經(jīng)常會(huì)起到事半功倍的結(jié)果。減小滋擾源的du/dt主要是通過(guò)在滋擾源兩頭并聯(lián)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。減小滋擾源的di/dt則是在滋擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。抑制滋擾源的常用法子如下：（1）繼電器線圈增加續(xù)流二極管，消除斷開(kāi)線圈時(shí)發(fā)生的反電動(dòng)勢(shì)滋擾。僅加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開(kāi)時(shí)間滯后，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單元時(shí)間內(nèi)可行動(dòng)更多的次數(shù)。（2）在繼電器接點(diǎn)兩頭并接火花抑制電路（一般是RC串聯(lián)電路，電阻一般選幾K到幾十K，電容選0.01uF），減小電火花影響。（3）給電機(jī)加濾波電路，留意電容、電感引線要只管短。（4）電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01μF～0.1μF高頻電容，以減小IC對(duì)電源的影響。留意高頻電容的布線，連線應(yīng)接近電源端并只管粗短，不然，便是增大了電容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波結(jié)果。（5）布線時(shí)制止90度折線，淘汰高頻噪聲發(fā)射。（6）可控硅兩頭并接RC抑制電路，減小可控硅發(fā)生的噪聲（這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)大概會(huì)把可控硅擊穿的）。2割斷滋擾流傳路徑按滋擾的流傳路徑可分為傳導(dǎo)滋擾和輻射滋擾兩類(lèi)。所謂傳導(dǎo)滋擾是指通過(guò)導(dǎo)線流傳到敏感器件的滋擾。高頻滋擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶差異，可以通過(guò)在導(dǎo)線上增加濾波器的要領(lǐng)割斷高頻滋擾噪聲的流傳，有時(shí)也可加斷絕光耦來(lái)辦理。電源噪聲的危害最大，要出格留意處理懲罰。所謂輻射滋擾是指通過(guò)空間輻射流傳到敏感器件的滋擾。一般的辦理要領(lǐng)是增加滋擾源與敏感器件的間隔，用地線把它們斷絕和在敏感器件上加蔽罩。割斷滋擾流傳路徑的常用法子如下：（1）充實(shí)思量電源對(duì)單片機(jī)的影響。電源做得好，整個(gè)電路的抗滋擾就辦理了一泰半。很多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感,要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器，以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的滋擾。好比，可以操作磁珠和電容構(gòu)成π形濾波電路，雖然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻取代磁珠。（2）假如單片機(jī)的I/O口用來(lái)節(jié)制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加斷絕（增加π形濾波電路）。（3）留意晶振布線。晶振與單片機(jī)引腳只管接近，用地線把時(shí)鐘區(qū)斷絕起來(lái)，晶振外殼接地并牢靠。（4）電路板公道分區(qū)，如強(qiáng)、弱信號(hào)，數(shù)字、模仿信號(hào)。盡大概把滋擾源（如電機(jī)、繼電器）與敏感元件（如單片機(jī)）遠(yuǎn)離。（5）用地線把數(shù)字區(qū)與模仿區(qū)斷絕。數(shù)字地與模仿地要疏散，最后在一點(diǎn)接于電源地。A/D、D/A芯片布線也以此為原則。（6）單片機(jī)和大功率器件的地線要單獨(dú)接地，以減小彼此滋擾。大功率器件盡大概放在電路板邊沿。（7）在單片機(jī)I/O口、電源線、電路板毗連線等要害處所利用抗滋擾元件如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器、屏蔽罩，可顯著提高電路的抗滋擾機(jī)能。3提高敏感器件的抗滋擾機(jī)能提高敏感器件的抗滋擾機(jī)能是指從敏感器件這邊思量只管淘汰對(duì)滋擾噪聲的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快規(guī)復(fù)的要領(lǐng)。提高敏感器件抗滋擾機(jī)能的常用法子如下：（1）布線時(shí)只管淘汰回路環(huán)的面積，以低落感到噪聲。（2）布線時(shí)，電源線和地線要只管粗。除減小壓降外，更重要的是低落耦合噪聲。（3）對(duì)付單片機(jī)閑置的I/O口，不要懸空，要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的環(huán)境下接地或接電源。（4）對(duì)單片機(jī)利用電源監(jiān)控及看門(mén)狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813，X5043，X5045等，可大幅度提高整個(gè)電路的抗滋擾機(jī)能。（5）在速度能滿意要求的前提下，只管低落單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字電路。（6）IC器件只管直接焊在電路板上，罕用IC座。4其它常用抗滋擾法子交換端用電感電容濾波:去掉高頻低頻滋擾脈沖。變壓器雙斷絕法子:變壓器低級(jí)輸入端串接電容,初、次級(jí)線圈間屏蔽層與低級(jí)間電容中心接點(diǎn)接大地,次級(jí)外屏蔽層接印制板地,這是硬件抗滋擾的要害手段。次級(jí)加低通濾波器:接收變壓器發(fā)生的浪涌電壓。回收集成式直流穩(wěn)壓電源:因?yàn)橛羞^(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱等掩護(hù)。I/O口回收光電、磁電、繼電器斷絕，同時(shí)去掉民眾地。通訊線用雙絞線:解除平行互感。防雷電用光纖斷絕最為有效。A/D轉(zhuǎn)換用斷絕放大器或回收現(xiàn)場(chǎng)轉(zhuǎn)換:淘汰誤差。外殼接大地:辦理人身安詳及防外界電磁場(chǎng)滋擾。加復(fù)位電壓檢測(cè)電路。防備復(fù)位不充份,CPU就事情,尤其有EEPROM的器件,復(fù)位不充份會(huì)改變EEPROM的內(nèi)容。印制板工藝抗滋擾：①電源線加粗，公道走線、接地，三總線分隔以淘汰互感振蕩。②CPU、RAM、ROM等主芯片,VCC和GND之間接電解電容及瓷片電容，去掉高、低頻滋擾信號(hào)。③獨(dú)立系統(tǒng)布局,淘汰接插件與連線，提高靠得住性,淘汰妨礙率。④集成塊與插座打仗靠得住,用雙簧插座,最好集成塊直接焊在印制板上，防備器件打仗不良妨礙。⑤有條件回收四層以上印制板,中間兩層為電源及地。