姓名：任思遠(yuǎn)
學(xué)號(hào)：17021210990
參考自：http://mp.weixin.qq.com/s/6V0jxph590DX9AimlebgMQ
【嵌牛導(dǎo)讀】：在進(jìn)行嵌入式設(shè)計(jì)時(shí)勃痴，系統(tǒng)常常會(huì)受到各種各樣的干擾题翻，比如原件、儀器汛聚、干擾信號(hào)等等刻像，在本文中將要介紹如何對(duì)單編輯和數(shù)字電路個(gè)進(jìn)行抗干擾處理畅买。
【嵌牛鼻子】：干擾，傳播路徑细睡，抗干擾性能
【嵌牛提問(wèn)】：嵌入式設(shè)計(jì)如何減少干擾的影響谷羞？
【嵌牛正文】
形成干擾的基本要素有三個(gè)：
(1)干擾源，指產(chǎn)生干擾的元件纹冤、設(shè)備或信號(hào)洒宝，用數(shù)學(xué)語(yǔ)言描述如下：du/dt购公，di/dt大的地方就是干擾源萌京。如：雷電、繼電器宏浩、可控硅知残、電機(jī)、高頻時(shí)鐘等都可能成為干擾源比庄。
(2)傳播路徑求妹，指干擾從干擾源傳播到敏感器件的通路或媒介。典型的干擾傳播路徑是通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的傳導(dǎo)和空間的輻射佳窑。
(3)敏感器件制恍，指容易被干擾的對(duì)象。如：A/D神凑、D/A變換器净神，單片機(jī)何吝，數(shù)字IC，弱信號(hào)等鹃唯。
抗干擾設(shè)計(jì)的基本原則是：抑制干擾源爱榕，切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能坡慌。(類(lèi)似于傳染病的預(yù)防)
解決方案
1.抑制干擾源
抑制干擾源就是盡可能的減小干擾源的du/dt黔酥，di/dt。這是抗干擾設(shè)計(jì)中最優(yōu)先考慮和最重要的原則洪橘，常常會(huì)起到事半功倍的效果跪者。減小干擾源的du/dt主要是通過(guò)在干擾源兩端并聯(lián)電容來(lái)實(shí)現(xiàn)。減小干擾源的di/dt則是在干擾源回路串聯(lián)電感或電阻以及增加續(xù)流二極管來(lái)實(shí)現(xiàn)梨树。
抑制干擾源的常用措施如下：
(1)繼電器線(xiàn)圈增加續(xù)流二極管坑夯，消除斷開(kāi)線(xiàn)圈時(shí)產(chǎn)生的干擾。僅加續(xù)流二極管會(huì)使繼電器的斷開(kāi)時(shí)間滯后抡四，增加穩(wěn)壓二極管后繼電器在單位時(shí)間內(nèi)可動(dòng)作更多的次數(shù)柜蜈。
(2)在繼電器接點(diǎn)兩端并接火花抑制電路(一般是RC，電阻一般選幾K到幾十K指巡，電容選0.01uF)淑履，減小電火花影響。
(3)給電機(jī)加濾波電路藻雪，注意電容秘噪、電感引線(xiàn)要盡量短。
(4)電路板上每個(gè)IC要并接一個(gè)0.01μF～0.1μF高頻電容勉耀，以減小IC對(duì)電源的影響指煎。注意高頻電容的布線(xiàn)，連線(xiàn)應(yīng)靠近電源端并盡量粗短便斥，否則至壤，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，會(huì)影響濾波效果枢纠。
(5)布線(xiàn)時(shí)避免90度折線(xiàn)像街，減少高頻噪。
(6)可控硅兩端并接RC抑制電路晋渺，減小可控硅產(chǎn)生的噪聲(這個(gè)噪聲嚴(yán)重時(shí)可能會(huì)把可控硅擊穿的)镰绎。
按干擾的傳播路徑可分為傳導(dǎo)干擾和輻射干擾兩類(lèi)。
所謂傳導(dǎo)干擾是指通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)傳播到敏感器件的干擾木西。高頻干擾噪聲和有用信號(hào)的頻帶不同畴栖，可以通過(guò)在導(dǎo)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)解決八千。電源噪聲的危害最大吗讶，要特別注意處理挪挤。
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離关翎，用地線(xiàn)把它們隔離和在敏感器件上加蔽罩扛门。
2.切斷干擾傳播路徑的常用措施如下
(1)充分考慮電源對(duì)單片機(jī)的影響。電源做得好纵寝，整個(gè)電路的抗干擾就解決了一大半论寨。許多單片機(jī)對(duì)電源噪聲很敏感，要給單片機(jī)電源加濾波電路或穩(wěn)壓器爽茴，以減小電源噪聲對(duì)單片機(jī)的干擾葬凳。比如，可以利用磁珠和電容組成π形濾波電路室奏，當(dāng)然條件要求不高時(shí)也可用100Ω電阻代替磁珠火焰。
(2)如果單片機(jī)的I/O口用來(lái)控制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)胧沫〔颍控制電機(jī)等噪聲器件，在I/O口與噪聲源之間應(yīng)加隔離(增加π形濾波電路)绒怨。
(3)注意晶振布線(xiàn)纯赎。晶振與單片機(jī)引腳盡量靠近，用地線(xiàn)把時(shí)鐘區(qū)隔離起來(lái)南蹂，晶振外殼接地并固定犬金。此措施可解決許多疑難問(wèn)題。
(4)電路板合理分區(qū)六剥，如強(qiáng)晚顷、弱信號(hào)，數(shù)字疗疟、模擬信號(hào)该默。盡可能把干擾源(如電機(jī)，繼電器)與敏感元件(如單片機(jī))遠(yuǎn)離秃嗜。
(5)用地線(xiàn)把數(shù)字區(qū)與模擬區(qū)隔離权均，與模擬地要分離锅锨，最后在一點(diǎn)接于電源地。A/D恋沃、D/A芯片布線(xiàn)也以此為原則必搞，廠家分配A/D、D/A芯片引腳排列時(shí)已考慮此要求囊咏。
(6)單片機(jī)和大的地線(xiàn)要單獨(dú)接地恕洲，以減小相互干擾塔橡。大功率器件盡可能放在電路板邊緣。
(7)在單片機(jī)I/O口霜第，電源線(xiàn)葛家，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)泌类、電源濾波器癞谒，屏蔽罩，可顯著提高電路的抗干擾性能刃榨。
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(duì)干擾噪聲的拾取弹砚，以及從不正常狀態(tài)盡快恢復(fù)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)的面積枢希，以降低感應(yīng)噪聲桌吃。
(2)布線(xiàn)時(shí)，電源線(xiàn)和地線(xiàn)要盡量粗苞轿。除減小壓降外茅诱，更重要的是降低耦合噪聲。
(3)對(duì)于單片機(jī)閑置的I/O口搬卒，不要懸空让簿，要接地或接電源。其它IC的閑置端在不改變系統(tǒng)邏輯的情況下接地或接電源秀睛。
(4)對(duì)單片機(jī)使用電源監(jiān)控及看門(mén)狗電路尔当，如：IMP809，IMP706蹂安，IMP813椭迎，X25043，X25045等田盈，可大幅度提高整個(gè)電路的抗干擾性能畜号。
(5)在速度能滿(mǎn)足要求的前提下，盡量降低單片機(jī)的晶振和選用低速數(shù)字電路允瞧。
(6)IC器件盡量直接焊在電路板上简软，少用IC座。
接下來(lái)再說(shuō)說(shuō)在這方面的經(jīng)驗(yàn)述暂。
軟件方面：
1痹升、常將不用的代碼空間全清成“0”，因?yàn)檫@等效于NOP畦韭，可在程序跑飛時(shí)歸位;
2疼蛾、在跳轉(zhuǎn)指令前加幾個(gè)NOP，目的同1;
3艺配、在無(wú)硬件WatchDog時(shí)可采用軟件模擬WatchDog察郁，以監(jiān)測(cè)程序的運(yùn)行;
4衍慎、涉及處理外部器件參數(shù)調(diào)整或設(shè)置時(shí)，為防止外部器件因受干擾而出錯(cuò)可定時(shí)將參數(shù)重新發(fā)送一遍皮钠，這樣可使外部器件盡快恢復(fù)正確;
5稳捆、通訊中的抗干擾，可加數(shù)據(jù)校驗(yàn)位麦轰，可采取3取2或5取3策略;
6眷柔、在有通訊線(xiàn)時(shí)，如I^2C原朝、三線(xiàn)制等驯嘱，實(shí)際中我們發(fā)現(xiàn)將Data線(xiàn)、CLK線(xiàn)喳坠、INH線(xiàn)常態(tài)置為高鞠评，其抗干擾效果要好過(guò)置為低。
硬件方面：
1壕鹉、地線(xiàn)剃幌、電源線(xiàn)的部線(xiàn)肯定重要了!
2、線(xiàn)路的去偶晾浴。
3负乡、數(shù)、模地的分開(kāi)脊凰。
4抖棘、每個(gè)數(shù)字元件在地與電源之間都要104電容。
5狸涌、在有繼電器的應(yīng)用場(chǎng)合切省，尤其是大電流時(shí)，防繼電器觸點(diǎn)火花對(duì)電路的干擾帕胆，可在繼電器線(xiàn)圈間并一104和二極管朝捆，在觸點(diǎn)和常開(kāi)端間接472電容，效果不錯(cuò)!
6懒豹、為防I/O口的串?dāng)_芙盘，可將I/O口隔離，方法有二極管隔離脸秽、門(mén)電路隔離儒老、光偶隔離、電磁隔離等豹储。
7贷盲、當(dāng)然多層板的抗干擾肯定好過(guò)淘这，但成本卻高了幾倍剥扣。
8巩剖、選擇一個(gè)抗干擾能力強(qiáng)的器件比之任何方法都有效，這點(diǎn)應(yīng)該最重要钠怯。
