一、影響EMC的因數

 

1、電壓：電源電壓越高
，意味著電壓振幅越大，發射就更多，而低電源電壓影響敏感度。

 

2、頻率：高頻產生更多的發射，周期性信號產生更多的發射。在高頻單片機係統中，當器件開關時產生電流尖峰信號；在模擬係統中
，當負載電流變化時產生電流尖峰信號。

 

3、接地：在所有EMC問題中，一般都是不適當的接地引起的。有三種信號接地方法：單點、多點和混合。在頻率低於1MHz時，可采用單點接地方法；在高頻應用中，最好采用多點接地；混合接地是低頻用單點接地，而高頻用多點接地的方法。地線布局是關鍵，高頻數字電路和低電平模擬電路的接地電路是不能混合。

 

4、PCB設計：適當的印刷電路板(PCB)布線對防止EMI是至關重要的。

 

5
、電源耦合：當器件開關時，在電源線上會產生瞬態電流
，必須衰減和濾掉這些瞬態電流。來自高di/dt源的瞬態電流導致地和線跡“發射”電壓
，高di/dt產(chan)生(sheng)大(da)範(fan)圍(wei)的(de)高(gao)頻(pin)電(dian)流(liu)

，激(ji)勵(li)部(bu)件(jian)和(he)線(xian)纜(lan)輻(fu)射(she)。流(liu)經(jing)導(dao)線(xian)的(de)電(dian)流(liu)變(bian)化(hua)和(he)電(dian)感(gan)會(hui)導(dao)致(zhi)壓(ya)降(jiang)，減(jian)小(xiao)電(dian)感(gan)或(huo)電(dian)流(liu)隨(sui)時(shi)間(jian)的(de)變(bian)化(hua)可(ke)使(shi)該(gai)壓(ya)降(jiang)最(zui)小(xiao)。

 

 

 

PCB是單片機係統中電路元件和器件的支撐件，它提供電路元件和器件之間的電氣連接。隨著電子技術的飛速發展，PCB的密度越來越高。PCB設(she)計(ji)的(de)好(hao)壞(huai)對(dui)單(dan)片(pian)機(ji)係(xi)統(tong)的(de)電(dian)磁(ci)兼(jian)容(rong)性(xing)影(ying)響(xiang)很(hen)大(da)，實(shi)踐(jian)證(zheng)實(shi)
，即(ji)使(shi)電(dian)路(lu)原(yuan)理(li)圖(tu)設(she)計(ji)正(zheng)確(que)，印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)設(she)計(ji)不(bu)當(dang)
，也(ye)會(hui)對(dui)單(dan)片(pian)機(ji)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)產(chan)生(sheng)不(bu)利(li)影(ying)響(xiang)。例(li)如(ru)
，假(jia)如(ru)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)兩(liang)條(tiao)細(xi)平(ping)行(xing)線(xian)靠(kao)的(de)很(hen)近(jin)，會(hui)形(xing)成(cheng)信(xin)號(hao)波(bo)形(xing)的(de)延(yan)遲(chi)，在(zai)傳(chuan)輸(shu)線(xian)的(de)終(zhong)端(duan)形(xing)成(cheng)反(fan)射(she)噪(zao)聲(sheng)。因(yin)此(ci)，在(zai)設(she)計(ji)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)時(shi)候(hou)，應(ying)留(liu)意(yi)采(cai)用(yong)正(zheng)確(que)的(de)方(fang)法(fa)，遵(zun)守(shou)PCB設計的一般原則，並應符合抗幹擾的設計要求。要使電子電路獲得最佳性能，元器件的布局及導線的布設是很重要的。

 

 

在單片機係統中輸入/輸出也是幹擾源的傳導線和接收射頻幹擾信號的拾檢源，我們設計時一般要采取一係列有效的措施來減少幹擾：

 

①采用必要的共模/差模抑製電路
，同時也要采取一定的濾波和防電磁屏蔽措施以減小幹擾。

 

②在條件許可的情況下盡可能采取各種隔離措施(如光電隔離或者磁電隔離)
，從而阻斷幹擾的傳播。

 

 

在單片機係統中
，看門狗係統對整個單片機的運行起著特別重要的作用
，由於所有的幹擾源不可能全部被隔離或消除，一旦進入CPU幹擾程序的正常運行
，那麼複位係統結合軟件處理措施就成了一道有效的糾錯防禦的屏障了。常用的複位係統有以下兩種：

 

①外部複位係統。外部“看門狗”電路可以自己設計也可以用專門的“看門狗”芯片來搭建。然而
，他們各有優缺點，大部分專用“看門狗”芯片對低頻“喂狗”信號不能響應，而高頻“喂狗”信號都能響應
，使其在低頻“喂狗”信號下產生複位動作而在高頻的“喂狗”信號下不產生複位動作

，這樣，假如程序係統陷進一個死循環，而該循環中恰巧有著“喂狗”信號的話，那麼該複位電路就無法實現它的應有的功能了。然而，我們自己可以設計一個具有帶通的“喂狗”電路和其他複位電路構成的係統就是一個很有效外部監控係統了。

 

②xianzaiyuelaiyueduodedanpianjidoudaiyouzijidepianshangfuweixitong，zheyangyonghujiukeyihenfangbiandeshiyongqineibudefuweidingshiqile，danshi
，youyixiexinghaodedanpianjitadefuweizhilingtaiguoyujiandan，zheyangyehuicunzaixiangshangshusixunhuannayangde“喂狗”指令
，使其失去監控作用。有一些單片機的片上複位指令就做的比較好，一般他們把“喂狗”信號做成固定格式的多條指令依順序來執行，假如有一定錯誤則該“喂狗”操縱無效
，這樣就大大增加了複位電路的可靠性。

 

 

大部分的單片機都有一個耦合於外部晶體或陶瓷諧振器的振蕩器電路。在PCB上，要求外接是電容、晶體或陶瓷諧振器的引線越短越好。RC振蕩器對幹擾信號有潛伏的敏感性，它能產生很短的時鍾周期，因而最好選晶體或陶瓷諧振器。另外，石英晶體的外殼要接地。

 

 

室外使用的單片機係統或從室外排擠引進室內的電源線、信號線，要考慮係統的防雷擊問題。常用的防雷擊器件有：氣體放電管
、TVS等。氣體放電管是當電源的電壓大於某一數值時，通常為數十V或數百V，氣體擊穿放電，將電源線上強衝擊脈衝導進大地。TVS可以看成兩個並聯且方向相反的齊納二極管，當兩端電壓高於某一值時導通。其特點是可以瞬態通過數百乃至上千A的電流。

 

 

電磁幹擾源所產生的幹擾信號在一些特定的情況下(比如在一些電磁環境比較惡劣的情況下)是無法完全消除的，終極將會進入CPU處理的的核心單元，這樣對於一些大規模集成電路經常會受到幹擾，導致不能正常工作或在錯誤狀態下工作。特別是像RAM這種利用雙穩態進行存儲的器件，往往會在強幹擾下發生翻轉，使原來存儲的“0”變為“1”，或者“1”變為“0”，yixiechuanxingchuanshudeshixujishujuhuiyinganraoerfashenggaibian，gengyanzhongdehuipohuaiyixiezhongyaodeshujucanshudeng，zaochengdehouguowangwangshihenyanzhongde。zaizhezhongqingkuangxiaruanjianshejidehaohuaizhijieyingxiangdaozhenggexitongdekangganraonenglidegaodi。

 

 

①程序跑飛。這種情況是最常見的幹擾結果，一般來說有一個好的複位係統或軟件幀測係統即可，對整個運行係統不會產生太大的影響。

 

②死(si)循(xun)環(huan)或(huo)不(bu)正(zheng)常(chang)程(cheng)序(xu)代(dai)碼(ma)運(yun)行(xing)。當(dang)然(ran)這(zhe)種(zhong)死(si)循(xun)環(huan)和(he)不(bu)正(zheng)常(chang)程(cheng)序(xu)代(dai)碼(ma)並(bing)非(fei)設(she)計(ji)職(zhi)員(yuan)有(you)意(yi)寫(xie)進(jin)的(de)，我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)程(cheng)序(xu)的(de)指(zhi)令(ling)是(shi)由(you)字(zi)節(jie)組(zu)成(cheng)的(de)，有(you)的(de)是(shi)單(dan)字(zi)節(jie)指(zhi)令(ling)而(er)有(you)的(de)是(shi)多(duo)字(zi)節(jie)指(zhi)令(ling)，當(dang)幹(gan)擾(rao)產(chan)生(sheng)後(hou)使(shi)得(de)PCzhizhenfashengbianhua
，congershiyuanlaidechengxudaimafashenglezhongzuchanshenglebukecaicedekezhixingdechengxudaima，name，zhezhongcuowushizhimingde，tayoukenenghuixiugaizhongyaodeshujucanshu
，youkenengchanshengbukecaicedekongzhishuchudengyixiliecuowuzhuangtai。

 

 

一般情況下，我們可以采用錯誤檢測與糾正來有效地減少或避免這種情況的出現。根據檢錯、糾(jiu)錯(cuo)的(de)原(yuan)理(li)，主(zhu)要(yao)思(si)想(xiang)是(shi)在(zai)數(shu)據(ju)寫(xie)進(jin)時(shi)，根(gen)據(ju)寫(xie)進(jin)的(de)數(shu)據(ju)產(chan)生(sheng)一(yi)定(ding)位(wei)數(shu)的(de)校(xiao)驗(yan)碼(ma)
，與(yu)相(xiang)應(ying)的(de)數(shu)據(ju)一(yi)起(qi)保(bao)存(cun)起(qi)來(lai)，當(dang)讀(du)出(chu)時(shi)
，同(tong)時(shi)也(ye)將(jiang)校(xiao)驗(yan)碼(ma)讀(du)出(chu)，進(jin)行(xing)判(pan)決(jue)。假(jia)如(ru)出(chu)現(xian)一(yi)位(wei)錯(cuo)誤(wu)則(ze)自(zi)動(dong)糾(jiu)正(zheng)，將(jiang)正(zheng)確(que)的(de)數(shu)據(ju)送(song)出(chu)
，並(bing)同(tong)時(shi)將(jiang)改(gai)正(zheng)以(yi)後(hou)的(de)數(shu)據(ju)回(hui)寫(xie)覆(fu)蓋(gai)原(yuan)來(lai)錯(cuo)誤(wu)的(de)數(shu)據(ju)。假(jia)如(ru)出(chu)現(xian)兩(liang)位(wei)錯(cuo)誤(wu)則(ze)產(chan)生(sheng)中(zhong)斷(duan)報(bao)告(gao)，通(tong)知(zhi)CPU進(jin)行(xing)異(yi)常(chang)處(chu)理(li)。所(suo)有(you)這(zhe)一(yi)切(qie)動(dong)作(zuo)都(dou)是(shi)靠(kao)軟(ruan)件(jian)設(she)計(ji)自(zi)動(dong)完(wan)成(cheng)的(de)
，具(ju)有(you)實(shi)時(shi)性(xing)和(he)自(zi)動(dong)完(wan)成(cheng)的(de)特(te)點(dian)。通(tong)過(guo)這(zhe)樣(yang)的(de)設(she)計(ji)
，能(neng)大(da)大(da)增(zeng)強(qiang)係(xi)統(tong)的(de)抗(kang)幹(gan)擾(rao)能(neng)力(li)，從(cong)而(er)增(zeng)加(jia)係(xi)統(tong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。

 

 

shouxianlaikankanjiancuohejiucuodejibenyuanli。jinxingchacuokongzhidejibensixiangshizaixinximazuzhongyiyidingguizejiajinbutongfangshiderongyuma

，yibianzaixinxiduchudeshihouyikaoduoyudejianshimahuoxiaoyanmalaifaxianhuozidongjiuzhengcuowu。zhenduiwumafashengdetedian

，jicuowufashengdesuijixinghexiaogailvxing，tajihuzongshisuijidiyingxiangmougezijiezhongdemouyiwei(bit)，因此，假如能夠設計自動糾正一位錯誤
，而檢查兩位錯誤的編碼方式。就可以大大增加係統的可靠性。

 

 

在編製程序時我們最好是寫進一些檢測程序來測試RAM和FLASH(ROM)的數據代碼，看有無發生錯誤，一旦發生要立即糾正，糾正不了的要及時給出錯誤指示

，以便用戶進行處理。

 

最後
，我們在編製程序時加進程序冗餘是不可缺少的。在一定地方加進三條或三條以上NOP指令對程序的重組有著很有效防止作用。同時，在程序的運行狀態中要引進標誌數據和檢測狀態
，從而及時發現和糾正錯誤產生。