單片機的電池兼容性設(shè)計(編輯修改稿)
2025-07-26 22:04 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 和一些小容值退藕電容（用于減少由壓電設(shè)備產(chǎn)生的諧波的）。圖4 典型的振蕩電路 MCU內(nèi)部的反相器具有高輸入阻抗和輸出阻抗。它的輸出驅(qū)動能力低，以保證不會對晶體造成損壞。振蕩器的輸出同時到達另一個緩沖器然后到預(yù)分頻器。分頻器對振蕩器時鐘進行2分頻，為內(nèi)部CPU提供了一個穩(wěn)定的50%占空比的時鐘。 CPU通過高速轉(zhuǎn)變建立地址并在下降沿捕捉數(shù)據(jù)。設(shè)計的工作在2MHz時鐘下的CPU可以在4MHz時鐘下工作。MCU的速度限制是由CPU的功能來決定的。如果振蕩電路中存在任何的噪聲，那么CPU故障可能會發(fā)生。故障的原因如圖5所示。在圖5（A）中的是所希望的振蕩時鐘，通過分頻器可以為CPU提供50%占空比的周期信號。在圖5（B）中的是晶振電路中混有噪聲尖波的結(jié)果，這導(dǎo)致了CPU的時鐘占空比不再是50%。這意味著CPU不能夠正確的為程序計數(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。如果噪聲波尖只出現(xiàn)了一次，那么通過看門狗執(zhí)行一次復(fù)位動作就能夠使CPU恢復(fù)正常工作。圖5 振蕩電路中的毛刺的影響確保振蕩器設(shè)計在最干凈的電磁環(huán)境中可以通過以下幾點得到實現(xiàn)：。避免過長的PCB走線，因為長的走線對存在于應(yīng)用中的高頻信號就如同一個天線。圖6是一個典型的振蕩電路PCB布局圖6 MC68HC05P3典型的振蕩器PCB布局 保護輸入引腳同樣關(guān)鍵，特別是RESET和IRQ引腳。一個較高的IDD電流通常是一個標(biāo)志，顯示了輸入引腳懸空未用。這是由N溝道和P溝道晶體管門的影響所導(dǎo)致的。如果引腳懸空未用，其電平浮動在VSS和VDD中間。在這種情況下，正反兩種器件都處于開啟狀態(tài)，這使得VSS和VDD呈現(xiàn)出阻抗。因此，電流從這兩個晶體管中流過。經(jīng)過輸入緩沖后，預(yù)計一個電平將會占據(jù)主導(dǎo)并保證其后的門處在一個靜態(tài)的狀態(tài)。但是，任何噪聲在附近的波動都會導(dǎo)致緩沖器輸出發(fā)生轉(zhuǎn)變，而后使得其后的門狀態(tài)發(fā)生變化并導(dǎo)致功率消耗增加。 如果緩沖器狀態(tài)轉(zhuǎn)換頻率足夠高，MCU內(nèi)部其他電路之間的串?dāng)_會導(dǎo)致故障發(fā)生。一般的，所有靠近高頻信號的輸入引腳應(yīng)該連接一個硬件低通濾波器或一些小的去耦電路。一般RESET引腳不會被懸空，因為在那種情況下MCU的工作將不正常。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。雖然RESET通過連接到一個上拉電阻避免了引腳的懸空，但是導(dǎo)線對于高頻信號就如同一個天線并且收集了足夠的能量形成了一個小的脈沖。這將導(dǎo)致對MCU進行未知的或者部分的復(fù)位。規(guī)定的，RESET脈沖必須持續(xù)兩個CPU時鐘以上，以確保正確的復(fù)位。 通過去耦使得這些引腳具有低阻抗回路，并且去耦盡可能靠近引腳。這樣就可以對高頻噪聲進行衰減。并提高MCU的免疫性能。 另外一點是盡量減少邊沿觸發(fā)中斷。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引起不希望的動作。如果不能通過電平觸發(fā)，那么一旦進入邊沿觸發(fā)方式的中斷就通過軟件檢測引腳的電平是否正確。這種方法是可行的。 看門狗電路通常被描述為必須由MCU在一定時間間隔進行更新的硬件電路或者是引起MCU復(fù)位的電路。有一個外部的看門狗電路是最好的，因為它獨立于MCU。如果MCU不能成功更新看門狗，那么看門狗電路就會給MCU一個復(fù)位信號。看門狗通常包含一個硬件定時器。如果沒有來自MCU的更新或者報告信息，定時器將會超時。圖7是一個簡單的看門狗電路：圖7 外部看門狗電路在上電時，MCU通過上電復(fù)位保持復(fù)位狀態(tài)?？撮T狗的時鐘可能來自于外部時鐘源或者是MCU的晶振電路。當(dāng)MCU處在復(fù)位狀態(tài)時，IO引腳作為輸入，計數(shù)器處于運行狀態(tài)。如果Q為0并且C1充滿電，則MCU將退出復(fù)位狀態(tài)。 MCU的第一任務(wù)是發(fā)出一個脈沖將計數(shù)器復(fù)位到已知的超時值。MCU的I/O口通過交流耦合以保證只有邊沿能再次觸發(fā)計數(shù)器。這保證了一個常值直流電平不會使MCU或看門狗喪失功能。在Q輸出變?yōu)?前，MCU必須發(fā)送一個脈沖確保MCU沒有復(fù)位。通常，MCU需要兩條軟件指令。另外一個最好的選擇是讓MCU有一個片上的看門狗（如圖8）。例如，摩托羅拉的MC68HC705C8就自帶有包含可編程定時器的看門狗。它必須在大約32768個時鐘周期被更新，不然它將會產(chǎn)生一個內(nèi)部的復(fù)位信號。圖8 片上看門狗CM1/CM0位用于選擇超時周期。
環(huán)評公示相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1