單片機硬件系統設計應遵循的原則

(5)布線(xiàn)時(shí)避免90度折線(xiàn)，減少高頻噪聲發(fā)射。

(6)可控硅兩端并接RC抑制電路，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴重時(shí)可能會(huì )把可控硅擊穿的)。

2 切斷干擾傳播路徑

按干擾的傳播路徑可分為傳導干擾和輻射干擾兩類(lèi)。

所謂傳導干擾是指通過(guò)導線(xiàn)傳播到敏感器件的干擾。高頻干擾噪聲和有用信號的頻帶不同，可以通過(guò)在導線(xiàn)上增加濾波器的方法切斷高頻干擾噪聲的傳播，有時(shí)也可加隔離光耦來(lái)解決。電源噪聲的危害最大，要特別注意處理。

所謂輻射干擾是指通過(guò)空間輻射傳播到敏感器件的干擾。一般的解決方法是增加干擾源與敏感器件的距，用地線(xiàn)把它們隔離和在敏感器件上加 蔽罩。

切斷干擾傳播路徑的常用措施如下：

(1)充分考慮電源對單片機的影響。電源做得好，整個(gè)電路的抗干擾就 解決了一大半。

許多單片機對電源噪聲很敏感,要給單片機電源加濾波電路或穩壓器，以減小電源噪聲對單片機的干擾。比如，可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路，當然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠。

(2)如果單片機的I/O口用來(lái)控制電機等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應加隔離(增加π形濾波電路)。

(3)注意晶振布線(xiàn)。晶振與單片機引腳盡量靠近，用地線(xiàn)把時(shí)鐘區隔離起來(lái)，晶振外殼接地并固定。

(4)電路板合理分區，如強、弱信號，數字、模擬信號。盡可能把干擾源(如電機、繼電器)與敏感元件(如單片機)遠離。

(5)用地線(xiàn)把數字區與模擬區隔離。數字地與模擬地要分離，最后在一點(diǎn)接于電源地。A/D、D/A芯片布線(xiàn)也以此為原則。

(6)單片機和大功率器件的地線(xiàn)要單獨接地，以減小相互干擾。 大功率器件盡可能放在電路板邊緣。

(7)在單片機I/O口、電源線(xiàn)、電路板連接線(xiàn)等關(guān)鍵地方使用抗干擾元件如磁珠、磁環(huán)、電源濾波器、屏蔽罩，可顯著(zhù)提高電路的抗干擾性能。

3 提高敏感器件的抗干擾性能

提高敏感器件的抗干擾性能是指從敏感器件這邊考慮盡量減少對干擾噪聲 的拾取，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復的方法。

提高敏感器件抗干擾性能的常用措施如下：

(1)布線(xiàn)時(shí)盡量減少回路環(huán)的面積，以降低感應噪聲。

(2)布線(xiàn)時(shí)，電源線(xiàn)和地線(xiàn)要盡量粗。除減小壓降外，更重要的是降低耦 合噪聲。

(3)對于單片機閑置的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邏輯的情況下接地或接電源。

(4)對單片機使用電源監控及看門(mén)狗電路，如：IMP809，IMP706，IMP813， X5043，X5045等，可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能。

(5)在速度能滿(mǎn)足要求的前提下，盡量降低單片機的晶振和選用低速數字電路。 (6)IC器件盡量直接焊在電路板上，少用IC座。

4 其它常用抗干擾措施

交流端用電感電容濾波:去掉高頻低頻干擾脈沖。

變壓器雙隔離措施:變壓器初級輸入端串接電容,初、次級線(xiàn)圈間屏蔽層與初級間電容中心接點(diǎn)接大地,次級外屏蔽層接印制板地,這是硬件抗干擾的關(guān)鍵手段。次級加低通濾波器:吸收變壓器產(chǎn)生的浪涌電壓。

采用集成式直流穩壓電源:因為有過(guò)流、過(guò)壓、過(guò)熱等保護。

I/O口采用光電、磁電、繼電器隔離，同時(shí)去掉公共地。

通訊線(xiàn)用雙絞線(xiàn):排除平行互感。

防雷電用光纖隔離最為有效。

A/D轉換用隔離放大器或采用現場(chǎng)轉換:減少誤差。

外殼接大地:解決人身安全及防外界電磁場(chǎng)干擾。

加復位電壓檢測電路。防止復位不充份,CPU就工作,尤其有EEPROM的器件,復位不充份會(huì )改變EEPROM的內容。

印制板工藝抗干擾：

①電源線(xiàn)加粗，合理走線(xiàn)、接地，三總線(xiàn)分開(kāi)以減少互感振蕩。

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、低頻干擾信號。

③獨立系統結構,減少接插件與連線(xiàn)，提高可靠性,減少故障率。

④集成塊與插座接觸可靠,用雙簧插座,最好集成塊直接焊在印制板上，防止器件接觸不良故障。

⑤有條件采用四層以上印制板,中間兩層為電源及地