集成电路可靠性介绍

是指通过空间辐射传播到敏感器件的干扰。一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加 蔽罩。 切断干扰传播路径的常用措施如下: (1)充分考虑电源对单片机的影响。电源做得好,整个电路的抗干扰就 解决了一大半。许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机的干扰。比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用 100Ω电阻代替磁珠。 (2)如果单片机的I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离(增加π形滤波电路)。 (3)注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近,用地线把时钟区隔离起来,晶振外壳接地并固定。 (4)电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号。尽可能把干扰源(如电机、继电器)与敏感元件(如单片机)远离。 (5)用地线把数字区与模拟区隔离。数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地。A/D、D/A芯片布线也以此为原则。 (6)单片机和大功率器件的地线要单独接地,以减小相互干扰。 大功率器件尽可能放在电路板边缘。 (7)在单片机I/O口、电源线、电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩,可显著提高电路的抗干扰性能。 3 提高敏感器件的抗干扰性能 提高敏感器件的抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声 的拾取,以及从不正常状态尽快恢复的方法。 提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下: (1)布线时尽量减少回路环的面积,以降低感应噪声。 (2)布线时,电源线和地线要尽量粗。除减小压降外,更重要的是降低耦 合噪声。 (3)对于单片机闲置的I/O口,不要悬空,要接地或接电源。其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的情况下接地或接电源。 (4)对单片机使用电源监控及看门狗电路,如:IMP809,IMP706,IMP813, X5043,X5045等,可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。 (5)在速度能满足要求的前提下,尽量降低单片机的晶振和选用低速数字电路。 (6)IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座。 4 其它常用抗干扰措施 交流端用电感电容滤波:去掉高频低频干扰脉冲。变压器双隔离措施:变压器初级输入端串接电容,初、次级线圈间屏蔽层与初级间电容中心接点接大地,次级外屏蔽层接印制板地,这是硬件抗干扰的关键手段。次级加低通滤波器:吸收变压器产生的浪涌电压。采用集成式直流稳压电源:因为有过流、过压、过热等保护。I/O口采用光电、磁电、继电器隔离,同时去掉公共地。通讯线用双绞线:排除平行互感。防雷电用光纤隔离最为有效。A/D转换用隔离放大器或采用现场转换:减少误差。外壳接大地:解决人身安全及防外界电磁场干扰。加复位电压检测电路。防止复位不充份,CPU就工作,尤其有EEPROM的器件,复位不充份会改变EEPROM的内容。印制板工艺抗干扰: ①电源线加粗,合理走线、接地,三总线分开以减少互感振荡。 ②CPU、RAM、ROM等主芯片,VCC和GND之间接电解电容及瓷片电容,去掉高、低频干扰信号。 ③独立系统结构,减少接插件与连线,提高可靠性,减少故障率。 ④集成块与插座接触可靠,用双簧插座,最好集成块直接焊在印制板上,防止器

件接触不良故障。 ⑤有条件采用四层以上印制板,中间两层为电源及地 。

单片机应用编程技巧100问.pdf

单片机应用编程技巧100问 另外补充:

功能强大的时钟中断

在单片机CPU发挥两个CPU的功效,大大方便和简化 下面以6MHz时钟的AT89C51系统为例,说明时钟中断的

定时器初值与中断周期 时钟中断无需过于频繁,一般取20mS(50Hz)即可。如需要百分之一秒的时基10mS(100Hz)。这里取20mS,用定时器T0工作于16位定时器方式(方式1)。T0的工作方式为:每过一个机器周期自动加1,当计满0FFFFh,要溢出时,便会产生中断,并由硬件设置相应的标志位供N+1个机器周期。所以,我们只要在T0中预先存入一个比满值0FFFFh小N的数,然后启动定时器,便会在N个机器周期后产生中断。这个值便是所谓的“初值”。下面计算我们需要的初值:时钟为6MHz,12个时钟周期为一个机器周期,20mS中有10000个机器周期。(10000)10=(2710)16,则0FFFFh-2710h+1=0D8F0h。由于响应中断、保护现场及重装初值还需要7~8个机器周期,把这个值再加上7,即T0应装入的初值是0D8F7h。每次中断进入后,先把A及PSW的值压入堆栈,然后即把0D8F7h装入T0。

设置一个单元,每次中断加1 我们可以取内部RAM中一个单元,取名为INCPI(Increase Per Interrupt),在中断中,装完T0初值后,用INC INCPI指令将其加一。从这个单元中,无论中断程序还是主程序,都可以从中获得20mS的1~256之间任意整数倍的信号。例如:有一段向数码管送显的程序,需要每0.5秒执行一次以便刷新显示器,便可以设一单元(称为等待单元)W_DISP,用/MOV A,INCPI/ADD A,#25/MOV W_DISP,A/语句让其比当前的INCPI值大25,然后在每次中断中检查是否于INCPI值相等。若相等,说明已过了25个中断周期,便执行送显程序,并且让W_DISP再加上25,等待下个0.5秒。我们可以设置多个等待单元,以便取出多个不同的时基信号。让中断程序在每次中断时依次查询各个等待单元是否与INCPI相等,若相等,则执行相应的处理,并重新设置该等待单元的值,否则跳过。例如:用0.5秒信号刷新或闪烁显示器,用1秒信号产生实时时钟,或输出一定频率的方波,以一定间隔查询输入设备等。

在中断中读键 通常,我们在主程序中读键盘,步骤为:扫描键盘,若有键按下,则延时几十毫秒去抖动,再次确认此键确实按下,然后处理该键对应的工作,完成后再次重上述步骤。但这有两点不足:1.处理相应工作时无法锁存按键的输入,即可能漏键。2.延时去抖时CPU无法做其它事情,效率不高。如果把读键放入时钟中断中,则可避免上述不足。方法为:如果两次相邻的中断中都读到同一个键按下,则这个键是有效的(达到了去抖目的),并将其锁存到先入先出(队列)的键盘缓冲区,等主程序来处理。这样,主程序处理按键的同时,仍可响应键盘的输入。缓冲区深度通常可设为8级,若锁存的键数多于8个,则忽略新的按键,并报警提示用户新的按键将无效。若键盘缓冲队列停滞的时间大大长于主程序处理按键所需要的最大时间,说明主程序已出错或跑飞,可以在中断用指令将系统复位,起到了看门狗的目的。

主程序中的延时 由于有常开的时钟中断,所以当主程序中有需要时间较短、精度较高的延时时,应暂时把

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