單片機的電池兼容性設計-展示頁
2025-07-08 22:04本頁面
【正文】 MCU免疫故障最普遍的誘發(fā)因素。第四類故障在其領域類內的第一次發(fā)生是有必要的，因為在設計階段發(fā)生的故障會使得產品發(fā)布停止。如果故障屬于1和2類，這可能不會引起注意，由于這兩類故障的發(fā)生無規(guī)律，終端用戶可能永遠看不到。3. MCU發(fā)生故障斷電，然后通過上電進行恢復。故障通常有這四類型：1. MCU暫時出現障礙，然后自行恢復。因為它們的同步特性，一個壞的時鐘電平很容易造成故障。低位地址和數據線沒有正確放置同樣會引發(fā)一些問題，但是減小電流環(huán)路會有明顯的幫助。舉例來說，在這時主要的噪聲源是使外部存儲器工作的時鐘，它的轉換很快，布線沒有經過思考而且具有很長的地環(huán)路。如果時鐘來源于外部，要注意信號的路徑盡可能的靠近地線\平面以最大限度減小環(huán)路。如果使用晶振電路，那么這個信號通常近似于正弦波。在大多數情況，改變的是環(huán)路面積。唯一的例外是當端口引腳驅動大電流的情況，這里的磁場強度正比于開關電流，也正比于回路天線面積。因為端口引腳通常是由軟件控制的，他們的轉變要比MCU內部電路的轉變慢一些。輻射可能來自電源，因為數字芯片中的所有電流都從這里通過。此外，任何電阻的和電感的路徑會導致電路中電壓下降，這將使電路中的某些部分處在一個相對于地的共模電位上。這些輻射一般由電源和數字信號回路的開關電流以及主電源轉換為數字電源時的開關電流的輻射引起。因此，在設計的初期就應該考慮產品EMC。可以認為監(jiān)視器的設計存在缺陷，并且不能處理存在于電子辦公設備中的背景環(huán)境噪聲。類似的，復印機輻射噪聲到電力電源線上，反過來傳導到電腦監(jiān)視器電力電源線上，從而以傳導方式引起了故障。例如，圖1所示是一個辦公室復印機發(fā)射射頻信號到外界環(huán)境的案例。EMC問題可以分為輻射問題和感受問題。2 EMC——電磁兼容性許多電子線路相互靠近，保證它們不會被外部噪聲源影響，并且這些電路本身不會成為噪聲源而影響到其他電路是必要的。高頻噪聲尖峰和錯誤信號，將會引起門狀態(tài)的轉變。根據傅里葉分析，信號的邊沿快速變化會產生諧波信號，這些信號被放大會引起輻射問題。減小片上晶體管和門的大小可以實現這一點，而且還可以幫助生產出能夠工作在更高頻率上的MCU。由于單片機功能增加且變得越來越復雜。單片機是這些應用系統(tǒng)的理想選擇，由于它具有靈活性和集成性。指導教師評定成績(五級制)：指導教師簽字：附件C：譯文單片機的電磁兼容性設計1 背景知識該應用筆記討論了如何設計一個考慮電磁兼容性的MCU應用系統(tǒng)?，F在幾乎每一個消費電子、汽車、工業(yè)應用都有一個MCU在內,且在多數情況下都是采用廉價、單芯片的MCU。典型的單片機具有CPU、RAM、ROM和IO口，并且可以具有如模數轉換模塊、LCD驅動、基于電視應用的屏幕顯示、基于電話的DTMF發(fā)生器、交流電機驅動電路、EEPROM等定制的功能模塊。隨著市場價格的下降，MCU生產商必須不斷地減少他們的制造成本。當一個晶體管減小，其狀態(tài)轉換時間將會減少。同樣的，如果器件具有很快的轉換時間，它們會對到來的更快的信號產生作用。大多數現代MCU工作的速度在2MHz到40MHz范圍內，內部的器件具有從幾納秒到低于一納秒不等的轉換速度，這使它們具有潛在的EMC問題。這種關系被稱之為電磁兼容性。輻射問題和感受問題都會具有傳導性質或輻射性質。這種射頻信號引起了監(jiān)視器的顯示故障，是一個輻射EMC問題。由于設計不合理和較強的射頻噪聲輻射，監(jiān)視器可以被視為復印機電磁干擾的受害者。圖1 電磁兼容性案例3辨別一個EMC問題 在早期或全面生產產品的時候發(fā)現一個EMC問題具有很高的價值，這可能導致PCB板的重新設計。然而，無論在什么階段發(fā)現了EMC問題，要問的第一個問題是:“這個EMC問題是輻射問題還是感受問題？”理所當然，接下來應該問：“是MCU輻射出噪聲對其他電路造成影響還是外部產生的噪聲引起了MCU的異常舉動？” 來自于數字信號源的輻射通常是由高頻時鐘產生的高頻諧波。這些開關電流循環(huán)流動就像小天線，并輻射出差模磁場。 如果一個輻射問題存在于一個單片機應用中，那么PCB設計最有可能是問題的主要原因，因為硅片上的環(huán)路面積數量級要比在PCB上的小得多。端口引腳被設計得具有更高的驅動能力，因此尺寸通常偏大，這使得電容增大以確保數字信號的轉變比內部門電路的轉變要慢些。這就意味著端口引腳通常不存在輻
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