应用系统的抗干扰设计

用于消费现场的单片机使用零碎，易受各种搅扰侵袭，间接影响到零碎的牢靠性。因而，使用零碎的抗搅扰设计曾经成为设计人员关注的重要课题。由于各使用零碎所处环境不同，面临的搅扰源也不同，相应采取的抗搅扰措施也不尽相反。 在计算机使用零碎的设计中，次要思索以下各方面的成绩：
?
1、切断来自电源的搅扰?

　　对微机零碎危豁最严重的搅扰来源于电源净化。由于任何电源及输电线路都存在内阻和散布电容、电感等，正是这些要素惹起了电源的噪声搅扰。处理的办法是：采用交流稳压器来保证供电的波动性，避免电源零碎的过压和欠压；应用低通滤波器滤去高次谐波以改善电源波形；采用隔离变压器，双层屏蔽(初、次级屏蔽)措施来增加散布电容，进步零碎抗共模搅扰才能；在有条件的状况下，还可采用分散独犯罪能块供电和搅扰抑制器，均有利于切断来自电源的搅扰。
?
2、切断来自传感器、各功用模块局部的搅扰。
　　采取的措施有：模仿电路经过隔离缩小器停止隔离；数字电路经过光电耦合器停止隔离；模仿地和数字地分开；或采用进步电路共模抑制比等手腕。?

3、在使用零碎的长线传输中，采用双绞线作传输线能无效的抑制共模噪声及电磁场搅扰。
　　但应留意必需对传输线停止阻抗婚配，以免发生反射，使信号失真。?
4、对空间搅扰(来自于零碎外部和内部的电磁场在线路、导线、壳体上的幅射、吸收与调制)的抗搅扰设计
次要思索地线设计、零碎的屏蔽与布局设计。?

5、地线设计是一个很重要的成绩。
　　在微机使用零碎中，地线构造大致有零碎地、机地(屏蔽地)、数字地、模仿地等。在设计时，数字地和模仿地要分开，辨别与电源端地线相连；当零碎任务频率小于1MHz时，屏蔽线应采用单点接地；当零碎任务频率在1M～10MHz时，屏蔽线应采用多点接地。?
6、在印刷电路板设计中，要将强、弱电路严厉分开，尽量不要把它们设计在一块印刷电路板上；电源线走向应尽量与数据传递方向分歧；接地线应尽量加粗，在印刷电路板的各个关键部位应配置去耦电容。?
7、对零碎中用到的元器件要停止挑选，要选择规范化以及互换性好和器件或电路。对硬件电路存在的毛病可经过惯例的电平检测、信号检测或编制自诊断顺序来加以诊断。?
8、电路设计时要留意电平婚配。如TTL“1”电平是2.4～5伏，“0”电平是0～0.4伏；而CMOS输出“1”电平是4.99～5伏，“0”电平是0～0.01伏。因而，当CMOS器件承受TTL输入时，其输出端就要加电平转换器或上拉电阻，否则，CMOS器件就会处于不确定形态。
9、单片机停止扩展时，不应超越其驱动才能，否则将会使整个零碎任务不正常。假如要超负载驱动，则应加上总线驱动器，如74LS244、74LS245等。?
10、CMOS电路不运用的输出端不允许浮空。否则会惹起逻辑电平不正常，易承受外界搅扰发生误举措。在设计时可依据实践状况，将多余的输出端与正电源或地相衔接。
11、软件的抗搅扰设计，是使用零碎抗搅扰设计的一个重要组成局部。在许多状况下，使用零碎的抗搅扰不能够完全依托硬件来处理。而对软件采取抗搅扰设计，往往本钱低，奏效快，起到事半功倍的效果。?
在实践状况中，针对不同的搅扰结果，采取不同的软件对策。在实时数据采集零碎中，为了消弭传感器通道中的搅扰信号，可采用软件数字滤波，如算术均匀值法、比拟舍取法、中值法、一阶递推数字滤波法等；在开关量控制零碎中，为避免搅扰进入零碎，形成各种控制条件、输入控制失误，可采取软件冗余、设置以后输入形态存放单元、自检顺序等措施；为避免PC失控，形成顺序“乱飞”而自觉运转，可设置软件“监视跟踪定时器”来监视顺序运转形态，也可在非顺序区设置软件圈套，强行使顺序回到复位形态。用硬件设置Watchdog电路强迫零碎前往也是一种常用的办法。?