單片機自身的抗干擾措施

　　為提高單片機本身的可靠性。近年來(lái)單片機的制造商在單片機設計上采取了一系列措施以期提高可靠性。這些技術(shù)主要體現在以下幾方面。

　　1.降低外時(shí)鐘頻率

　　外時(shí)鐘是高頻的噪聲源，除能引起對本應用系統的干擾之外，還可能產(chǎn)生對外界的干擾，使電磁兼容檢測不能達標。在對系統可靠性要求很高的應用系統中，選用頻率低的單片機是降低系統噪聲的原則之一。以8051單片機為例，最短指令周期1μs時(shí)，外時(shí)鐘是12MHz。而同樣速度的Motorola 單片機系統時(shí)鐘只需4MHz，更適合用于工控系統。近年來(lái)，一些生產(chǎn)8051兼容單片機的廠(chǎng)商也采用了一些新技術(shù)，在不犧牲運算速度的前提下將對外時(shí)鐘的需求降至原來(lái)的1/3。而Motorola 單片機在新推出的68HC08系列以及其16/32位單片機中普遍采用了內部瑣相環(huán)技術(shù)，將外部時(shí)鐘頻率降至32KHz，而內部總線(xiàn)速度卻提高到8MHz乃至更高。

　　2.低噪聲系列單片機

　　傳統的集成電路設計中，在電源、地的引出上通常將其安排在對稱(chēng)的兩邊。如左下角是地，右下角是電源。這使得電源噪聲穿過(guò)整個(gè)硅片。改進(jìn)的技術(shù)將電源、地安排在兩個(gè)相鄰的引腳上，這樣一方面降低了穿過(guò)整個(gè)硅片的電流，一方面使外部去耦電容在PCB設計上更容易安排，以降低系統噪聲。另一個(gè)在集成電路設計上降低噪聲的例子是驅動(dòng)電路的設計。一些單片機提供若干個(gè)大電流的輸出引腳，從幾十毫安到數百毫安。這些大功率的驅動(dòng)電路集成到單片機內部無(wú)疑增加了噪聲源。而跳變沿的軟化技術(shù)可消除這方面的影響，辦法是將一個(gè)大功率管做成若干個(gè)小管子的并聯(lián)，再為每個(gè)管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。以降低di/dt。

　　3.時(shí)鐘監測電路、看門(mén)狗技術(shù)與低電壓復位

　　監測系統時(shí)鐘，當發(fā)現系統時(shí)鐘停振時(shí)產(chǎn)生系統復位信號以恢復系統時(shí)鐘，是單片機提高系統可靠性的措施之一。而時(shí)鐘監控有效與省電指令STOP是一對矛盾。只能使用其中之一。

　　看門(mén)狗技術(shù)是監測應用程序中的一段定時(shí)中斷服務(wù)程序的運行狀況，當這段程序不工作時(shí)判斷為系統故障，從而產(chǎn)生系統復位。

　　低電壓復位技術(shù)是監測單片機電源電壓，當電壓低于某一值時(shí)產(chǎn)生復位信號。由于單片機技術(shù)的發(fā)展，單片機本身對電源電壓范圍的要求越來(lái)越寬。電源電壓從當初的5V降至3.3V并繼續下降到2.7V、2.2V、1.8V。在是否使用低電壓復位功能時(shí)應根據具體應用情況權衡一下。

　　4. EFT技術(shù)

　　新近推出的Motorola M68HC08 系列單片機采用EFT(Electrical Fast Transient)技術(shù)進(jìn)一步提高了單片機的抗干擾能力。當振蕩電路的正弦波信號受到外界干擾時(shí)，其波形上會(huì )疊加一些毛刺。以施密特電路對其整形時(shí)，這種毛刺會(huì )成為觸發(fā)信號干擾正常的時(shí)鐘信號。交替使用施密特電路和RC濾波可以使這類(lèi)毛刺不起作用，這就是EFT技術(shù)。隨著(zhù)VLSI技術(shù)的不斷發(fā)展，電路內部的抗干擾技術(shù)也在不斷發(fā)展之中。

　　5.軟件方面的措施

　　單片機本身在指令設計上也有一些抗干擾的考慮。非法指令復位或非法指令中斷是當運行程序時(shí)遇到非法指令或非法尋址空間能產(chǎn)生復位或中斷。單片機應用系統程序是事先寫(xiě)好的，不可能有非法指令或尋址。一定是系統受到干擾，CPU讀指令時(shí)出錯了。

　　以上提到的是當前廣泛使用的單片機應該具有的內部抗干擾措施。在選用單片機時(shí)，要檢查一下這些性能是否都有，以求設計出可靠性高的系統。

　　在應用軟件設計方面，設計者都有各自的經(jīng)驗。這里要提醒的是最后對不用的ROM要做處理。原則是萬(wàn)一程序落到這里可以自恢復。