【正文】 能的狀態(tài)，而這個狀態(tài)應(yīng)該使問題的危害最小。除了備份以外，還可以使用糾錯碼?！　≡趶?fù)位完成時才允許中斷，然后再重新啟動計數(shù)器。從理論上講，內(nèi)存單元值可能會引起看門狗計數(shù)器停止計數(shù)，從而使處理器進(jìn)入死循環(huán)。為了便于對系統(tǒng)硬件解決進(jìn)行討論，將系統(tǒng)上的靜電放電效應(yīng)劃分成以下三個部分：　　1. 靜電放電之前靜電場的效應(yīng)　　2. 放電產(chǎn)生的電荷注入效應(yīng)　　3. 靜電放電電流產(chǎn)生的場效應(yīng)　　盡管印刷線路板（PWB，通常也稱之為PCB）的設(shè)計會對上述三種效應(yīng)都產(chǎn)生影響，但是主要是對第三種效應(yīng)產(chǎn)生影響。圖18 電源與地形成的環(huán)路面積的減小　　B、多條電源及地線應(yīng)連接成網(wǎng)格狀。圖22 信號線與地線緊挨著布線　　可在與信號線相對的一面上布置地線面，如圖23所示。圖25和26說明了這種效果。然而，即使將電源線與地線并列分布，較長的導(dǎo)線仍會導(dǎo)致較大的環(huán)路面積。下面講述的規(guī)則就與這個問題有關(guān)，你會發(fā)現(xiàn)有幾個規(guī)則與前述規(guī)則相同。對于PCB設(shè)計，這主要指將電子儀器與可能的電荷源隔離開，也與連接器端口或感應(yīng)電流趨于集中的信號線相隔離?！　?防止靜電放電電流產(chǎn)生的場帶來的問題。傳導(dǎo)噪聲包括直接的電荷注入以及電場和磁場感應(yīng)的電流。表1給出了部分電化學(xué)序列表，應(yīng)當(dāng)注意的是，每一項中所列的電動勢有時可能會發(fā)生變化。整個地線路徑的阻抗在各個連接點必須實現(xiàn)阻抗匹配，這也是實際工作中不可能完全實現(xiàn)阻抗匹配的原因?！　〉谒恼铝信e了九種減小天線耦合的方法，這九種方法中，僅方法6能有效地隔離電纜線。這會在兩個交流插座間形成地環(huán)路。這種方法能夠起作用，關(guān)鍵在于從未屏蔽電纜到各個輸入端口處的靜電放電輻射是否會比電纜屏蔽層通過電容至邏輯地產(chǎn)生的靜電放電噪聲耦合更大或更小。因為任何屏蔽都不是理想的，鐵氧體內(nèi)的電纜屏蔽層上的靜電放電電流將在屏蔽層中的導(dǎo)線上感應(yīng)出反向電流。最好是采取導(dǎo)電連接，但是如果需要阻止明顯的地環(huán)路問題，那么就需要采用高頻（電容）連接?！　. 陽極（多數(shù)是正極）材料必須比陰極材料具有較大的未包裹表面。該電容與電纜已有的電容并聯(lián)，會耦合相當(dāng)寬廣的靜電放電頻率?！　≡O(shè)計出來的單元電路如沒有機(jī)殼連接點，那么它不是一個完善的設(shè)計方案（第六章中討論）?！　　　? 如果會形成地環(huán)路，并且會產(chǎn)生問題（參考以下注釋）。多數(shù)D型和DIN型連接器很不錯，因此，機(jī)殼地線可方便地與外殼相連。很顯然，材料的選擇有一定的余地，但設(shè)計者在使用材料時一定要考慮其氧化性?？杉哟箅娎|芯線的表面積來緩解這一問題（這將在以下電纜屏蔽的講述中進(jìn)一步討論）。5 電纜設(shè)計指南靜電放電（ESD）會產(chǎn)生靜電場效應(yīng)，電荷注入效應(yīng)和靜電放電電流產(chǎn)生的場效應(yīng)，這在第四章已論述過。當(dāng)然，有些時候，這些規(guī)則不能全部滿足。如果X庫侖的電荷注入到電源線中，就會在電源線和地線間產(chǎn)生Y伏的電壓。之所以有這樣的效果，是因為前述的各種步驟都有助于減小各種PCB回路的阻抗差異。不過，這也許會產(chǎn)生很多平行地線。每個人都知道圖16中所示的環(huán)路，但要正確識別圖17中所示的環(huán)路則比較困難。通過在仿真過程中作這些變化且不影響結(jié)果，許多潛在的問題都可以得以發(fā)現(xiàn)。特別地，通常應(yīng)按以下步驟來完成復(fù)位：　　復(fù)位子程序堆棧指針。　　　5) 主程序應(yīng)定時檢查上面的定時程序，確認(rèn)其是否運(yùn)行正常（如果微處理器沒有內(nèi)置的計時器，可以使用外置的硬件“看門狗”電路。如果狀態(tài)不對，程序應(yīng)該試圖對其進(jìn)行更正?！　∷⑿拢骸　∵M(jìn)行刷新時，程序員不關(guān)心過去的情況，而僅是用確定的數(shù)據(jù)來保證今后的狀態(tài)。因此，必須對系統(tǒng)的所有部分采取防護(hù)措施。另一方面，輸入電路往往對電場更敏感，必須對感應(yīng)電壓采取措施。但是在近場區(qū)（距離天線1/6波長以內(nèi)），電場和磁場的相對強(qiáng)弱是不可預(yù)測的。靜電放電產(chǎn)生的頻率的波長可以在數(shù)厘米至數(shù)百米的范圍內(nèi)。在這種場合，金屬板是電荷源。另一個方法是在人體與器件之間放置一塊金屬擋板。　　靜電場的強(qiáng)度取決于充電物體上的電荷數(shù)量，和與其它電荷量不同的物體之間的距離。對于(s數(shù)量級的快速再充電，流過地線的電流會對設(shè)備的工作產(chǎn)生一定的影響，構(gòu)成與靜電放電相關(guān)的頻率較低的噪聲源。C人體 上的電荷主要集中在腳跟處，在腳底表面也會分布一些。所幸的是，我們可以用統(tǒng)計的方法來處理這個問題。并且，經(jīng)過C人體 的放電電流中的任何高頻成分都趨向流過C鍵盤 ，而不是鍵盤的地線。阻尼特性取決于R 電弧 ，而回路的振蕩頻率取決于L電弧 和C指 ?！　∏懊娴哪Ｐ屯暾孛枋隽遂o電放電事件中發(fā)生的充電過程。但是即使接近速度很快，充電電流的上升速率也是很低的，因此，在放電發(fā)生之前形成的充電過程并不會對鍵盤的工作造成任何影響?！　≈链?，我們僅討論了鞋子和地毯這樣一些絕緣介質(zhì)?！　∈紫任覀兗僭O(shè)人體是不帶電的，然后討論人體充電的過程。實際上，很難確定一個能夠用實驗重復(fù)的精確序列。人體上的電荷量取決于前面所述的回放電流。 圖1 人體和鍵盤靜電放電系統(tǒng)的模型圖中各參數(shù)的含義如下：　　　C人體 = 人體和大地之間的電容　　　R人體 = 人體的電阻　　　L人體 = 人體的電感　　　C臂 = 人手臂與大地之間的電容　　　C臂鍵 = 人手臂與鍵盤之間的電容　　　R臂 = 人手臂放電路徑的電阻　　　L臂 = 人手臂放電路徑的電感　　　C指 = 人手、手指與鍵盤之間的電容　　　C鍵盤 = 鍵盤與大地之間的電容　　　R鍵盤 = 鍵盤到大地路徑的電阻　　　L鍵盤 = 鍵盤到大地路徑的電感　　C指 、C臂鍵 與C鍵盤 之間的電阻和電感很小，因此沒有包含在這個模型中。電弧形成所需要的時間遠(yuǎn)比電弧的持續(xù)時間長。在這個模型中，輝光放電的離子流可以看成將C指 、C臂鍵盤 和C臂 短路的旁路電阻。最后，C人體 的放電產(chǎn)生較低的頻率。這個模型把問題簡化得太厲害了，因此導(dǎo)致了許多不正確的結(jié)果。因此造成更長間隔的放電的原因可能有兩個，一個是鞋跟的介質(zhì)吸收效應(yīng)。電壓較低時，輝光放電的作用很小，因此上升時間會很快，峰值電流也很大。實際上，人體上許多部位的半徑小于1厘米，因此在通常條件下是不會出現(xiàn)這種電壓的。要徹底解決靜電場的問題和電荷注入問題，必須將系統(tǒng)（包括電纜）完全包圍起來，或者將金屬擋板接地。另外，在這個模型中，由人體對地電容形成的放電電流主要導(dǎo)致低頻成分，并攜帶了大部分放電能量。金屬板與連到大地的電纜共同構(gòu)成了一個環(huán)天線、縫隙天線和直線天線的組合（更復(fù)雜的系統(tǒng)會包含更多的天線）?！　∮山饘侔搴碗娎|發(fā)射的場回被系統(tǒng)內(nèi)的電子電路所接收。如果電纜屏蔽層沒有良好端接，感應(yīng)電流會穿進(jìn)本來屏蔽良好的機(jī)箱。通常，程序會更大一些，這意味著需要更長的編程時間和存儲單元。　　C) 刷新鎖存器和端口輸出狀態(tài)。如果有些關(guān)鍵的項目沒有最可能的狀態(tài)，則應(yīng)該將其狀態(tài)保留起來。　　　2) 對于索引和其它一些十分重要的寄存器，在使用其所存儲的數(shù)據(jù)之前，要對其數(shù)值或范圍先進(jìn)行檢查?！　?fù)位中斷不確定的標(biāo)志　　刷新輸出。對于這種情況，可將邏輯分析儀接到地址總線，這樣有可能找到問題的癥結(jié)所在。下面的討論將針對第三條所述的問題給出設(shè)計指南。圖19和圖20說明了這一點：在這個典型的PCB設(shè)計中，PCB的一面布垂直線，而另一面則布水平線（此圖中僅畫出地線）。實際上，將空余PCB部分填以地線面是個好辦法 。即使在每個元件旁邊都安裝旁路電容器，圖25中的電路仍有很大的環(huán)路面積。二、使導(dǎo)線長度盡量短　　天線要具有較高的效率，其長度必須是波長很大的一部分。三、盡可能在PCB上使用完整的地線面（建議采用多層板）　　前面已提到過，地線面有助于減小環(huán)路面積，同時也降低了接收天線的效率。可采取以下兩個步驟來進(jìn)行隔離：　　A、 使電子元件與PCB走線遠(yuǎn)離會暴露在靜電放電中的PCB部分（例如，操作人員可直接觸摸到的地方）?！　?防止靜電場。當(dāng)然，在實際情況下，這些效應(yīng)并不是彼此獨立存在的。例如，鈹銅有時可與鋁配合使用?！　∪欢?，盡管這樣，低阻抗地線路徑仍可能允許大量的靜電放電電荷流過，這樣可阻止電荷對電子設(shè)備的飛弧放電。方法6是在發(fā)射機(jī)與接收機(jī)間安裝一屏蔽體，這即是下面的電纜設(shè)計規(guī)則?！　∽⒁猓喝绻诘丨h(huán)路中，互連到一起的電子設(shè)備的接地點之間沒有電勢差，那么地環(huán)路未必是問題?？偟膩碚f，邏輯接地系統(tǒng)越好，這種辦法改善靜電放電抗擾性的可能性就越大。當(dāng)然，即使沒有鐵氧體，也有類似的問題，不過鐵氧體增加了屏蔽層與內(nèi)導(dǎo)線間的互感，這樣就增加了這種效應(yīng)?！　. 電纜屏蔽層必須在其進(jìn)出設(shè)備的4cm處連接到機(jī)殼，未屏蔽的電纜部分必須小于4cm?！‰娎|設(shè)計指南小結(jié)　　A. 在電化學(xué)序列中。）　　容量3900pF，耐壓1kV的陶瓷電容最適宜作為耦合電容?！　〉牵瑢τ谀切]有機(jī)殼可供連接的系統(tǒng)設(shè)計問題該如何解決呢？例如，對于一個塑料外殼的鍵盤，沒有導(dǎo)電的底盤，要將其通過一六芯電纜連接到主機(jī)終端，該如何處理呢？　　I) 如果電纜一端沒有機(jī)殼，可采取的方案是：將電纜屏蔽層通過一高頻電容器連接到邏輯地。一個通常不會形成地環(huán)路的例子是，連接終端與鍵盤的電纜。因此，這種連接器也還是可以采用的。另一方面，大家都知道，金不易氧化。對于多數(shù)系統(tǒng)，電纜線阻抗相當(dāng)?shù)?，不過高頻時由于趨膚效應(yīng)，阻抗會有所增加。例如，當(dāng)應(yīng)用第2條時，機(jī)殼地線長度包括母板與子板所有地線的長度之和。設(shè)計規(guī)則的優(yōu)先級　　至此，關(guān)于防止靜電放電危害的PCB設(shè)計技術(shù)的討論已告一段落。兩個物體之間由各個物體上電荷量的差異造成的電壓取決于兩者（V=Q/C）間的電容。但值得注意的是，前面介紹的降低天線效率的方法，這也有助于防止共模噪聲轉(zhuǎn)化成會帶來更大麻煩的差模噪聲，這在本章開始列出的一般性方法的第9條中已提及過。在每根信號線的旁邊安排一條地線。應(yīng)用這一經(jīng)驗的困難之處是如何找到環(huán)路。而且，子程序堆棧指針應(yīng)設(shè)置成變量值。當(dāng)主程序執(zhí)行時，此標(biāo)將被重新設(shè)定，一般僅被處理器的實際硬件復(fù)位所清除。為了檢查程序流是否正常，在程序中還應(yīng)該包含以下兩個子程序：　　　4) 為了確認(rèn)主程序運(yùn)行正常，應(yīng)該有一個永遠(yuǎn)不會停止和失效的計時程序。在這些情況下，寄存器、端口等需要通過檢驗來確認(rèn)其狀態(tài)。雖然下面的討論主要針對固件，但是其中的許多概念對于軟件設(shè)計也是適用的。系統(tǒng)的抗擾能力由其最薄弱的環(huán)節(jié)決定。這意味著，電源和地電路對磁場感應(yīng)的電流敏感，必須采取措施。圖15靜電