基于瑞薩QzROM單片機的EFT抗干擾措施

　　摘要：主要介紹了瑞薩QZROM單片機應用中的幾種EFT抗干擾措施。

　　關(guān)鍵詞：QzROM單片機;EFT;干擾信號;抗干擾措施QzROM單片機介紹

　　QzROM是應用了經(jīng)過(guò)細微化處理的PROM技術(shù)的可編程存儲器。QzROM單片機是指搭載了新型存儲器QzROM的瑞薩單片機(圖1)，廣泛應用于照相機、便攜式設備、家電及民用設備等。

　　EFT概念

　　EFT(電快速瞬變脈沖群，如圖2)是由電路中的感性負載斷開(kāi)時(shí)產(chǎn)生。特點(diǎn)是一連串的脈沖，對電路的影響比較大，可造成MCU(單片機)程序跑飛、死機、復位等情況。由于一連串的脈沖可以在電路的輸入端產(chǎn)生累積效應，使干擾電平的幅度最終超過(guò)電路噪聲門(mén)限。

　　當脈沖串的每個(gè)脈沖相距很近時(shí)，電路的電容沒(méi)有足夠時(shí)間放電，就又開(kāi)始新的充電，容易達到較高的電平。所以脈沖串的周期越短對電路影響越大。

　　EFT抗干擾措施，主要介紹三類(lèi)方法：

　　1.優(yōu)化PCB(印制電路板)布線(xiàn)

　　•在元件布局方面，需優(yōu)先放置MCU(單片機)、時(shí)鐘、復位電路;將元器件劃分不同的功能模塊，合理擺放各模塊位置，調整元器件角度，縮短總布線(xiàn)長(cháng)度。

　　•在布線(xiàn)寬度、布線(xiàn)間隙方面，盡量用更粗的布線(xiàn)寬度和布線(xiàn)間隙，減少在干擾下導線(xiàn)上的電壓對信號的影響，同時(shí)減少各個(gè)布線(xiàn)間的干擾。

　　•在地線(xiàn)、電源線(xiàn)布置方面：盡量將MCU、時(shí)鐘、復位電路的地線(xiàn)、電源線(xiàn)與其他功能分離開(kāi)來(lái)，低頻時(shí)注意覆銅的放置，應盡量縮短布線(xiàn)長(cháng)度。

　　•時(shí)鐘電路方面，用最短的布線(xiàn)連接時(shí)鐘電路與MCU，過(guò)長(cháng)的布線(xiàn)更容易引入干擾，見(jiàn)圖3;將晶振的地線(xiàn)與其它功能的地線(xiàn)分開(kāi)，給晶振部分單獨鋪設多邊形覆銅;避免大電流從晶振電路下方流過(guò)。其原因是：如果有噪聲侵入時(shí)鐘輸入/輸出(I/O)引腳，時(shí)鐘的波形就會(huì )發(fā)生紊亂，導致誤動(dòng)作和失控。另外，如果因噪聲引起單片機Vss電平和諧振器Vss電平之間的電位差，正確的時(shí)鐘就不能輸入到單片機。

　　•復位電路：盡可能縮短連接復位電路與MCU的布線(xiàn)長(cháng)度，見(jiàn)圖4。理由是：因為時(shí)序必要條件規定了輸入到復位引腳的脈寬，所以，如果小于規定寬度的脈沖噪聲輸入到復位引腳，就在單片機內部完全進(jìn)入初始化狀態(tài)前解除復位，導致程序失控。

　　•去耦電容：在靠近MCU的地方放置去耦電容，布線(xiàn)應驅使電流流向去耦電容。

　　•CNVss引腳(控制芯片運行模式管腳)方面，如果不使用在板編程功能，應直接將CNVss連接到Vss;在需要在板編程的情況下，在靠近MCU的地方用5.1kΩ電阻連接到Vss，應盡量縮短CNVss的布線(xiàn)長(cháng)度。

　　•P40(Vpp)引腳的布線(xiàn)：在將P40(Vpp)引腳用作輸入端口時(shí)，應盡量在P40(Vpp)引腳附近串聯(lián)插入約5kΩ的電阻;在未使用P40(Vpp)引腳時(shí)，應盡量從提供給單片機Vss引腳的GND(地)以最短距離連接到最近的GND布線(xiàn)，另外，通過(guò)串聯(lián)插入的5kΩ的電阻并連接到GND，有可能改善抗噪聲能力，此時(shí)也盡量從提供給單片機的Vss引腳的GND以最短距離連接到GND布線(xiàn)，見(jiàn)圖5。

　　理由：P40(Vpp)引腳是內部QzROM的電源輸入引腳，在將程序寫(xiě)到QzROM時(shí)，為了產(chǎn)生泄電流，降低了P40(Vpp)引腳的阻抗，所以噪聲容易侵入，QzROM的指令碼和數據的讀操作就不能正常進(jìn)行而導致失控。

　　2. I/O端口處理

　　•未使用引腳的正確處理：

　　(1)只能設為輸入模式，用1k~10kΩ的電阻將各引腳上拉或下拉，有內部上拉的，也可選用;

　　(2)只能設為輸出模式，引腳開(kāi)路，輸出高或低電平;

　　(3)其他I/O，推薦設為輸出，引腳開(kāi)路。

　　•未使用引腳處理時(shí)的注意事項：

　　(1)I/O口設置成輸入時(shí)，不要開(kāi)路;

　　(2)I/O口設置成輸入時(shí)，不要直接連接到Vcc或Vss，也不要一個(gè)電阻將多個(gè)端口一起連接到Vcc或Vss，以防止因噪聲或程序失控等引起方向寄存器變成輸出模式時(shí)，端口間發(fā)生短路;

　　(3)采用輸出模式，軟件處理上要定期刷新端口狀態(tài)，以防止因噪聲和程序失控等引起方向寄存器變成輸入模式時(shí)，端口電平不定，可能會(huì )造成電源電流增加。