單片機(jī)的電池兼容性設(shè)計(jì)(存儲(chǔ)版)
【正文】 的影響確保振蕩器設(shè)計(jì)在最干凈的電磁環(huán)境中可以通過以下幾點(diǎn)得到實(shí)現(xiàn)：。如果引腳懸空未用，其電平浮動(dòng)在VSS和VDD中間。通常的情況是RESET引腳在PCB上是連接到其它的器件或者電路的。如果中斷可以通過電平觸發(fā)，那么這可以保證在中斷引腳上的噪聲不會(huì)引起不希望的動(dòng)作。圖7是一個(gè)簡(jiǎn)單的看門狗電路：圖7 外部看門狗電路在上電時(shí)，MCU通過上電復(fù)位保持復(fù)位狀態(tài)。通常，MCU需要兩條軟件指令。并非所有的MCU在PCB板上都具有看門狗電路，但是有時(shí)軟件設(shè)計(jì)者可以使用未用的中斷實(shí)現(xiàn)自己的看門狗。如果系統(tǒng)運(yùn)行正常，程序就會(huì)從中斷中返回。預(yù)防性編程的優(yōu)點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)費(fèi)用不高，如果實(shí)現(xiàn)正確還可以減少PCB布局在硬件上的花費(fèi)。另一個(gè)想法是通過對(duì)輸入引腳進(jìn)行多次讀取，并用讀取結(jié)果的平均值作為正確值來進(jìn)行噪聲濾除。如果寄存器的值小于一個(gè)數(shù)，那么視輸入為0，反之為1。在一個(gè)關(guān)鍵的任務(wù)運(yùn)行前，會(huì)對(duì)循環(huán)寫1的結(jié)果進(jìn)行檢查。當(dāng)MCU進(jìn)入這個(gè)已知的地方將被迫跳轉(zhuǎn)到一個(gè)初始化程序。使用這種槍最初是為了保證設(shè)計(jì)不會(huì)被高壓靜電損毀。在電源線和外部連接上使用接觸放電可以找到任何設(shè)計(jì)缺陷。這種類型的測(cè)試通常在電源來自電力線的電路中進(jìn)行。例如多層PCB板，更好的電源濾波器，對(duì)外部連接的機(jī)械屏蔽。在這個(gè)應(yīng)用筆記中提到的每一點(diǎn)都能提高免疫性能，且通過對(duì)提到的每一點(diǎn)進(jìn)行檢查可以保證MCU應(yīng)用在EMC上表現(xiàn)良好。（IEC 8014） 這種非常嚴(yán)格的測(cè)試包含了脈沖發(fā)生器，它產(chǎn)生ESD類型的脈沖并疊加到交流電源上。圖10 空氣放電尖端和接觸放電尖端的例子 使用接觸放電，尖端可以放在PCB導(dǎo)線或者器件的引腳上，然后可以按下ESD槍觸發(fā)器。如果MCU應(yīng)用通過了傳導(dǎo)免疫測(cè)試，這個(gè)應(yīng)用是不大可能通不過輻射免疫測(cè)試的。在MCU應(yīng)用中有其他功能需要SWI中斷時(shí)，可以根據(jù)這里的例子對(duì)未用區(qū)域進(jìn)行填充。這個(gè)令牌使用了RAM中的一個(gè)未用位置。這個(gè)程序的問題是：如果輸入引腳處在一個(gè)噪聲很強(qiáng)的環(huán)境中，CPU可能會(huì)在中斷程序中持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，這會(huì)影響系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。這意味著在芯片邊沿的邏輯最容易受到外部噪聲的影響，例如輸入輸出電路。注意刷新頻率不要太高，不然從程序跑飛狀態(tài)中恢復(fù)的機(jī)會(huì)將會(huì)降低。例如，如果輸出比較中斷沒有生效，它可以用作一個(gè)假的看門狗。COPE位是告知用戶復(fù)位信號(hào)是來自看門狗還是其他原因的一個(gè)標(biāo)志。這保證了一個(gè)常值直流電平不會(huì)使MCU或看門狗喪失功能?？撮T狗通常包含一個(gè)硬件定時(shí)器。并提高M(jìn)CU的免疫性能。一般的，所有靠近高頻信號(hào)的輸入引腳應(yīng)該連接一個(gè)硬件低通濾波器或一些小的去耦電路。一個(gè)較高的IDD電流通常是一個(gè)標(biāo)志，顯示了輸入引腳懸空未用。這意味著CPU不能夠正確的為程序計(jì)數(shù)器建立地址或者不能取得正確的數(shù)據(jù)，結(jié)果導(dǎo)致CPU程序跑飛。分頻器對(duì)振蕩器時(shí)鐘進(jìn)行2分頻，為內(nèi)部CPU提供了一個(gè)穩(wěn)定的50%占空比的時(shí)鐘。這意味著并聯(lián)諧振會(huì)在大約7MHz的頻率上發(fā)生，在感抗后它將成為高頻中的主要成分。然后通過一個(gè)平滑電容消除紋波，一個(gè)齊納二極管連接到電力電源上，它的陽極處于浮地狀態(tài)。 由于退耦電容的存在，高頻信號(hào)在VDD和VSS的電位將會(huì)是一樣的。在低成本的應(yīng)用中，一般的多層PCB板是縮減成本的關(guān)鍵，因此經(jīng)常使用雙面或單面板。4解決電磁兼容性問題 通過給予以下三個(gè)方面特別的關(guān)注能夠使所有MCU應(yīng)用的電磁兼容性得到提高：1. PCB布局2. 看門狗電路3. 防御性編程 PCB布局 PCB布局是MCU免疫故障最普遍的誘發(fā)因素。故障通常有這四類型：1. MCU暫時(shí)出現(xiàn)障礙，然后自行恢復(fù)。如果時(shí)鐘來源于外部，要注意信號(hào)的路徑盡可能的靠近地線\平面以最大限度減小環(huán)路。因?yàn)槎丝谝_通常是由軟件控制的，他們的轉(zhuǎn)變要比MCU內(nèi)部電路的轉(zhuǎn)變慢一些。因此，在設(shè)計(jì)的初期就應(yīng)該考慮產(chǎn)品EMC。EMC問題可以分為輻射問題和感受問題。減小片上晶體管和門的大小可以實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，而且還可以幫助生產(chǎn)出能夠工作在更高頻率上的MCU?，F(xiàn)在幾乎每一個(gè)消費(fèi)電子、汽車、工業(yè)應(yīng)用都有一個(gè)MCU在內(nèi),且在多數(shù)情況下都是采用廉價(jià)、單芯片的MCU。同樣的，如果器件具有很快的轉(zhuǎn)換時(shí)間，它們會(huì)對(duì)到來的更快的信號(hào)產(chǎn)生作用。這種射頻信號(hào)引起了監(jiān)視器的顯示故障，是一個(gè)輻射EMC問題。這些開關(guān)電流循環(huán)流動(dòng)就像小天線，并輻射出差模磁場(chǎng)。解決問題的方法是減小電流或
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