微控制类家电产品的抗扰性措施

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1、Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,Elan Microelectronics Corporation,Page,*,微控制类家电产品,抗扰措施培训,引言,随着单片微机在各个领域中的应用越来越广泛，对其可靠性要求也越来越高。单片机系统的可靠性由多种因素决定，其中系统抗干扰性能是可靠性的重要指标。工业环境有强烈的电磁干扰，因此必须采取抗干扰措施，否则难以稳定、可靠运行。,形成干扰的基本要素有三个：,A）

2、,干扰源。指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：,du/dt，di/dt,大的地方就是干扰源。如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。,B）,传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。,C）,敏感器件。指容易被干扰的对象。如：,A/D、D/A,变换器，单片机，数字,IC，,弱信号放大器等。,2,Elan Microelectronics Corporation,一般而言，,电磁干扰的形成是由干扰源产生、通过传播途径、影响到受扰设备。因此，抗干扰的关键在于抑制干扰源、合理设计传播途径、降低受扰设备的敏感度。

3、,抗干扰措施有硬件措施和软件措施。硬件措施如果得当，可将绝大部分干扰拒之门外，但仍然会有少数干扰进入单片机系统，故软件措施作为第二道防线必不可少。由于软件抗干扰措施是以,MCU,为代价的，如果没有硬件消除绝大多数干扰，,MCU,将疲于奔命，无暇顾及正常工作，严重影响系统的工作效率和实时性。因此，一个成功的抗干扰系统是由硬件和软件相结合构成的。,3,Elan Microelectronics Corporation,硬件措施和软件措施,对于抗干扰而言，硬件措施会涉及到整个系统工作的每个环节，包括干扰源、传播路径、敏感器件，所以没有单独罗列,而软件措施主要是针对,MCU,而言，该部分将在敏感器件,

4、MCU,部分详细介绍。,4,Elan Microelectronics Corporation,抗扰三部曲,后续的描述主要针对家电类低频产品，高频部分略有提到,抑制干扰源,优化传导路径,提高敏感器件的抗扰能力,5,Elan Microelectronics Corporation,抑制干扰源,抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的,du/dt,，,di/dt,。,这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。,减小干扰源的,du/dt,主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。减小干扰源的,di/dt,则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。抑制干扰源的常用措施如

5、下：,6,Elan Microelectronics Corporation,A）,继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。,B）,在继电器接点两端并接火花抑制电路（一般是,RC,串联电路，电阻一般选几,K,到几十,K，,电容选0.01,uF），,减小电火花影响。,C）,给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。电路板上每个,IC,要并接一个0.01,F0.1 F,高频电容，以减小,IC,对电源的影响。注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联

6、电阻，会影响滤波效果。,D）,布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。,E）,可控硅两端并接,RC,抑制电路，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的）。,7,Elan Microelectronics Corporation,提高,敏感器件,的抗扰能力,单片机系统需要考虑的敏感器件包括2部分；,1）MCU,2）,A/D、D/A,变换器，数字,IC，,弱信号放大器等,对于除,MCU,外的敏感器件：,A）,A/D,类器件，,用地线把数字区与模拟区隔离。数字地与模拟地要分离，最后在一点接于电源地。,B）,数字,IC,的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源,，输入端加,RC,电

7、路滤波,C,）,弱信号电路周围不要形成电流环路,MCU,做为单片机系统的核心，它的抗扰措施是否到位，对整个系统的稳定运行有很大的关系，下面我们将详细介绍该部分,8,Elan Microelectronics Corporation,对于,ELAN,的78系列8,BIT MCU，,如下措施可增强抗扰性：,1.1,MCU,的振荡电路,振荡电路的地单独连到,MCU,的,VSS，,且走线越短越粗越好,石英晶体或匹配电容下面不要走线。,石英晶体振荡器外壳接地；地线半包或全包振荡电路,IRC,的振荡方式，因为振荡的地在,MCU,内与,VSS,连接,在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的晶振和选 用低速

8、数字电路。,1.2MCU,的电源和地,对,MCU,的电源和地,尽量单独引线连接,9,Elan Microelectronics Corporation,1.,3,复位电路,MCU,复位电路的电源和地单独连到,MCU,的,VDD,和,VSS，,且走线越短越粗越好。,使用外部复位电路的抗扰性比内部,RESET,好,对抗干扰而言，三极管的复位电路是最保险的，如果用户的电源上电和掉电都满足,SPEC,的要求，通过测试，发现,RC,电路的抗扰性也不错,1.,4,回避抗扰性较弱的口,义隆一直在致力于改善,MCU,的性能，提高,MCU,的品质，04、05年以来，陆续推出了一系列功规级产品，抗扰实测结果也很理

9、想。但对旧产品,EM78X458/9，,因为历史的原因，,P50/INT,很弱，如果用到该口的/,INT,功能，抗扰性一般达不到要求，因此，建议客户用,EM78X417/8,代替。如果万一还是要用到,EM78X458/9，/INT,口要接高电平。,10,Elan Microelectronics Corporation,4.,输,输,入,入,的,的,处,处,理,理,MCU,本,身,身,是,是,接,接,受,受,电,电,源,源,系,系,统,统,的,的,供,供,电,电,的,的,，,，,为,为,了,了,最,最,大,大,限,限,度,度,得,得,到,到,干,干,净,净,的,的,电,电,源,源,，,，,建,

10、建,议,议,对,对,MCU,单,独,独,引,引,线,线,供,供,电,电,。,。,MCU,有,很,很,多,多,输,输,入,入,口,口,，,，,但,但,单,单,片,片,机,机,系,系,统,统,中,中,，,，,一,一,般,般,会,会,有,有,市,市,电,电,过,过0,点,点,检,检,测,测,，,，,按,按,键,键,检,检,测,测,，,，,各,各,种,种,senser,的,ADC,检,测,测,，,，,无,无,线,线,或,或,红,红,外,外,接,接,收,收,检,检,测,测,、,、,通,通,讯,讯,信,信,号,号,检,检,测,测,等,等,A,）,）,干,扰,扰,较,较,大,大,的,的,输,输,入,入,口,

11、口,：,：,如,如,过,过0,检,检,测,测,，,，,电,电,压,压,直,直,接,接,从,从,市,市,电,电,过,过,来,来,，,，,要,要,并,并104,滤,滤,波,波,B,）,）,按,键,键,检,检,测,测,口,口,：,：,如,如,果,果,有,有,需,需,要,要,可,可,以,以,对,对,敏,敏,感,感,的,的,按,按,键,键,口,口,并,并,滤,滤,波,波,电,电,容,容,C,）,）ADC,检,测,测,口,口,：,：,外,外,部,部,的,的,输,输,入,入,阻,阻,抗,抗,小,小,于,于10,K,欧,姆,姆,D,）,）,接,收,收,检,检,测,测,口,口,：,：,一,一,般,般,建,建,议

12、,议,用,用,RC,电,路,路,进,进,行,行,滤,滤,波,波,E,）,）,通,讯,讯,检,检,测,测,口,口,：,：,通,通,讯,讯,器,器,件,件,间,间,的,的,距,距,离,离,越,越,短,短,越,越,好,好,，,，,也,也,可,可,以,以,加,加,RC,滤,波,波,电,电,路,路,，,，,但,但,不,不,要,要,让,让,波,波,形,形,失,失,真,真,F,）,）,对,于,于,单,单,片,片,机,机,闲,闲,置,置,的,的,输,输,入,入,口,口,，,，,不,不,要,要,悬,悬,空,空,，,，,要,要,接,接,地,地,或,或,接,接,电,电,源,源,；,；,或,或,设,设,为,为,输,输

13、,出,出,，,，,给,给,出,出,电,电,平,平,11,ElanMicroelectronicsCorporation,5,输,输,出,出,部,部,分,分,A,）,）,输,入,入,输,输,出,出,共,共,用,用,口,口,，,，,抗,抗,干,干,扰,扰,设,设,计,计,都,都,要,要,有,有,顾,顾,及,及,输,出,出,口,口,的,的,驱,驱,动,动,能,能,力,力,保,保,证,证,在,在,SPEC,给,出,出,的,的,范,范,围,围,内,内,，,，,如,如,下,下,图,图,，,，,串,串,联,联,电,电,阻,阻,太,太,小,小,，,，,IO,口,直,直,接,接,驱,驱,动,动,可,可,能,能,

14、会,会,有,有,问,问,题,题,，,，,改,改,为,为,4.7K,以,上,上,便,便,OK,B,）,）,对,于,于,驱,驱,动,动,大,大,功,功,率,率,器,器,件,件,，,，,输,输,出,出,口,口,采,采,用,用,光,光,电,电,、,、,磁,磁,电,电,、,、,继,继,电,电,器,器,隔,隔,离,离,，,，,对,对,于,于,关,关,键,键,的,的,高,高,低,低,电,电,平,平,驱,驱,动,动,，,，,设,设,置,置,内,内,部,部,上,上,拉,拉,或,或,下,下,拉,拉,保,保,证,证,系,系,统,统,的,的,安,安,全,全,。,。,C）,在输,入,入和,输,输出,通,通道,上,上采,

15、用,用各,种,种隔,离,离器,来,来进,行,行信,息,息传,输,输是,很,很有,好,好处,的,的，,它,它将,单,单片,机,机系,统,统与,各,各种,传,传感,器,器、,开,开关,、,、执,行,行机,构,构从,电,电气,上,上隔,离,离开,来,来，,很,很大,一,一部,分,分干,扰,扰将,被,被阻,挡,挡,12,ElanMicroelectronicsCorporation,MCU,增强,抗,抗扰,性,性的,软,软件,措,措施,1.,对单,片,片机,使,使用,电,电源,监,监控,及,及看,门,门狗,电,电路,，为,节,节约,成,成本,，,，建,议,议使,能,能单,片,片机,的,的,WDT,功能

16、2.,重,重复,输,输入,或,或输,出,出：2.1为,了,了确,保,保判,断,断正,确,确，,可,可以,对,对输,入,入口,连,连续,多,多次,判,判断2.2,有,有时,为,为防,止,止,单片,机,机输,出,出信,号,号被,干,干扰,，,，设,计,计者,会,会通,过,过锁,存,存器,锁,锁存,后,后传,送,送给,驱,驱动,电,电路,，,，但,锁,锁存,线,线上,出,出现,干,干扰,时,时，,会,会盲,目,目锁,存,存当,前,前数,据,据，,软,软件,上,上，,可,可以,通,通过,重,重复,输,输出,同,同一,个,个信,号,号来,改,改善,。,。,只,只,要,要重,复,复周,期,期尽,可,可能,短,短，,锁,锁存,器,器接,收,收到,一,一个,被,被干,扰,扰的,错,错误,信,信号,后,后还,来,来不,及,及作,出,出有,效,效的,反,反应,，,，一,个,个正,确,确的,输,输出,信,信号,又,又来,到,到，,就,就可,以,以及,时,时防,止,止错,误,误动,作,作的,产,产生,。,。,13,Elan MicroelectronicsCorporation,3.掉,电,电保护,电网瞬,间