抗雜訊可靠性設(shè)計剖析

1、SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 1SONIX SN8P2xxxSONIX SN8P2xxx系列系列 MCUMCU抗抗 雜雜 訊訊 可可 靠靠 性性 設(shè)設(shè) 計計2004.7RecalchaoRecalchaoSONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 2 Sonix Sonix 最新強勁推出的最新強勁推出的 SN8P2xxx SN8P2xxx 系列微控制器，憑借系列微控制器，憑借其更快的工作速度，更高的抗干擾、靜電、栓鎖效應(yīng)能力，其更快的工作速度，更高的抗干擾、靜電、栓鎖效

2、應(yīng)能力，更低的功耗，更多的芯片內(nèi)部資源，已逐漸應(yīng)用到各種低功更低的功耗，更多的芯片內(nèi)部資源，已逐漸應(yīng)用到各種低功耗或高抗干擾要求的場合！耗或高抗干擾要求的場合！ 一個硬件和軟件設(shè)計完美的系統(tǒng)應(yīng)用板，除了可以提升一個硬件和軟件設(shè)計完美的系統(tǒng)應(yīng)用板，除了可以提升對電源和各種輻射雜訊的免疫力，而且能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定可對電源和各種輻射雜訊的免疫力，而且能夠保證系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地工作，只有將兩者有機的配合才能得到產(chǎn)品的最高性價靠地工作，只有將兩者有機的配合才能得到產(chǎn)品的最高性價比。比。 本文則針對本文則針對 Sonix Sonix 微控制器的特點，從軟件和硬件設(shè)計微控制器的特點，從軟件和硬件設(shè)計兩個方面講述有

3、關(guān)抗雜訊可靠性設(shè)計方面的有關(guān)知識，作為兩個方面講述有關(guān)抗雜訊可靠性設(shè)計方面的有關(guān)知識，作為開發(fā)者方案設(shè)計指導(dǎo)。開發(fā)者方案設(shè)計指導(dǎo)。簡簡 介介SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 3 看門狗的正確使用看門狗的正確使用 各種復(fù)位啟動方式的處理各種復(fù)位啟動方式的處理 I/OI/O口的設(shè)置口的設(shè)置 其它方面其它方面 程式存儲區(qū)的安排程式存儲區(qū)的安排 RAMRAM的規(guī)劃與使用的規(guī)劃與使用 外部中斷的選擇使用外部中斷的選擇使用軟件抗雜訊處理軟件抗雜訊處理SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司P

4、age 4硬件抗雜訊處理硬件抗雜訊處理 振蕩電路的設(shè)計振蕩電路的設(shè)計 復(fù)位電路的設(shè)計復(fù)位電路的設(shè)計 電源電路的設(shè)計電源電路的設(shè)計 抗抗ESDESD處理處理 PCBPCB布板注意事項布板注意事項 SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 5 Sonix Sonix 微控制器中看門狗計時器的振蕩源，來源于芯片內(nèi)部獨立的低微控制器中看門狗計時器的振蕩源，來源于芯片內(nèi)部獨立的低速速RCRC振蕩?？撮T狗計時器的溢出時間如右下角的表格數(shù)據(jù)所示。由于內(nèi)振蕩?？撮T狗計時器的溢出時間如右下角的表格數(shù)據(jù)所示。由于內(nèi)部獨立部獨立RCRC振蕩頻率受工作電壓和環(huán)

5、境溫度影響，因此看門狗溢出時間為振蕩頻率受工作電壓和環(huán)境溫度影響，因此看門狗溢出時間為一般經(jīng)驗值。一般經(jīng)驗值。 看門狗除了在特殊場合用作計時器外，主要用來防止程序的跑飛。看門狗除了在特殊場合用作計時器外，主要用來防止程序的跑飛。但如果使用方法不當(dāng)，看門狗的作用便不能充分發(fā)揮。但如果使用方法不當(dāng)，看門狗的作用便不能充分發(fā)揮。 看門狗的正確使用一般要注意以下幾個方面：看門狗的正確使用一般要注意以下幾個方面：Vdd內(nèi)部內(nèi)部RC振蕩頻率振蕩頻率看門狗溢出時間看門狗溢出時間3V16KHz512ms5V32KHz256ms軟件抗雜訊處理軟件抗雜訊處理-看門狗的正確使用 Code Operation Cod

6、e Operation的選擇的選擇 復(fù)位看門狗計時器的間隔時間復(fù)位看門狗計時器的間隔時間 復(fù)位看門狗計時器的位置復(fù)位看門狗計時器的位置SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 6 Code Operation Code Operation的選擇：的選擇： 在程序編譯時，在程序編譯時，Code Operation Code Operation 中可以設(shè)定看門狗計時器的工作狀態(tài)：中可以設(shè)定看門狗計時器的工作狀態(tài)：Always OnAlways On：只要芯片的工作電源正常，看門狗計時器就一直在工作，即使工：只要芯片的工作電源正常，看門狗計時

7、器就一直在工作，即使工作在作在 Sleep Mode Sleep Mode 或或 Green Mode Green Mode 狀態(tài)下，使用時需要加以注意。狀態(tài)下，使用時需要加以注意。EnableEnable：在非：在非 Sleep Mode Sleep Mode 和和 Green Mode Green Mode 狀態(tài)下，看門狗計時器工作。狀態(tài)下，看門狗計時器工作。 （注：注：SN8P270 xASN8P270 xA在在Green ModeGreen Mode下，看門狗計時器也一直在工作下，看門狗計時器也一直在工作）DisalbeDisalbe：看門狗計時器不工作。：看門狗計時器不工作。 由上述

8、可以看出，使用在由上述可以看出，使用在 抗干擾要求較高抗干擾要求較高 的場合中，建議采用的場合中，建議采用 Always Always On On 選項；使用在選項；使用在 低功耗低功耗 而且需要而且需要 Sleep Mode Sleep Mode 或或 Green Mode Green Mode 設(shè)定的場合設(shè)定的場合中，建議采用中，建議采用 Enable Enable 選項。選項。 復(fù)位看門狗計時器的間隔時間：復(fù)位看門狗計時器的間隔時間： 在程序設(shè)計過程中，要留意復(fù)位看門狗計時器的最大間隔時間，特別是頻在程序設(shè)計過程中，要留意復(fù)位看門狗計時器的最大間隔時間，特別是頻繁進入中斷處理程序的場合中

9、，以免在某種特殊情況下，看門狗計時器溢出導(dǎo)繁進入中斷處理程序的場合中，以免在某種特殊情況下，看門狗計時器溢出導(dǎo)致芯片復(fù)位。致芯片復(fù)位。軟件抗雜訊處理軟件抗雜訊處理-看門狗的正確使用SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 7軟件抗雜訊處理軟件抗雜訊處理-看門狗的正確使用 復(fù)位看門狗計時器的位置：復(fù)位看門狗計時器的位置： 用戶設(shè)計的程序一般都可以簡化成如右用戶設(shè)計的程序一般都可以簡化成如右圖所示的原型。一般來說復(fù)位看門狗計時器圖所示的原型。一般來說復(fù)位看門狗計時器的最好位置在的最好位置在 A A 處，即將復(fù)位設(shè)置在程序處，即將復(fù)位設(shè)置在程

10、序的主干道上。這樣如果程序跑飛造成某個程的主干道上。這樣如果程序跑飛造成某個程序模塊的死循環(huán)回不到程序的主干道上，看序模塊的死循環(huán)回不到程序的主干道上，看門狗計時器就會及時溢出促使芯片復(fù)位。特門狗計時器就會及時溢出促使芯片復(fù)位。特別是要注意不要安置在如圖所示的別是要注意不要安置在如圖所示的 C C、D D、E E、F F 處或處或中斷處理程序中斷處理程序中。而且復(fù)位看門狗計中。而且復(fù)位看門狗計時器的動作最好時器的動作最好 只作一次只作一次 ，從而避免在某，從而避免在某個死循環(huán)中還是一直復(fù)位，看門狗計時器也個死循環(huán)中還是一直復(fù)位，看門狗計時器也就失去了作用。就失去了作用。 此外，用戶可以在程序開

11、始通過偵測此外，用戶可以在程序開始通過偵測 PflagPflag 系統(tǒng)寄存器中的系統(tǒng)寄存器中的 NT0 = 0NT0 = 0、NPD = 0 NPD = 0 來判定是否由看門狗計時器溢出復(fù)位，從而來判定是否由看門狗計時器溢出復(fù)位，從而作相應(yīng)的處理。作相應(yīng)的處理。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 8各種復(fù)位啟動方式的處理各種復(fù)位啟動方式的處理 Sonix Sonix 的微控制器提供了的微控制器提供了上電復(fù)位上電復(fù)位（Power On ResetPower On Reset）、）、外外部復(fù)位部復(fù)位（External ResetExt

12、ernal Reset）、）、看門狗計時器溢出復(fù)位看門狗計時器溢出復(fù)位（Watchdog Watchdog ResetReset）、）、低電壓復(fù)位低電壓復(fù)位（Low Voltage Detect ResetLow Voltage Detect Reset）四種方式。）四種方式。任何一種情況產(chǎn)生，系統(tǒng)寄存器和芯片內(nèi)部資源保持默認設(shè)置。任何一種情況產(chǎn)生，系統(tǒng)寄存器和芯片內(nèi)部資源保持默認設(shè)置。 PflagPflag 寄存器中的寄存器中的 NT0NT0、NPD NPD 位元的數(shù)值可以供用戶檢測復(fù)位方式，位元的數(shù)值可以供用戶檢測復(fù)位方式，如下所示：如下所示：NT0NT0NPDNPD復(fù)位形式復(fù)位形式0 0

13、0 0看門狗計時器溢出復(fù)位看門狗計時器溢出復(fù)位0 01 1保留保留1 10 0低電壓檢測復(fù)位低電壓檢測復(fù)位1 11 1外部復(fù)位外部復(fù)位SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 9各種復(fù)位啟動方式的處理各種復(fù)位啟動方式的處理 在芯片工作過程中，供應(yīng)電源有時會出現(xiàn)如上圖所示的三種異常狀況：在芯片工作過程中，供應(yīng)電源有時會出現(xiàn)如上圖所示的三種異常狀況：I I：電壓值雖有抖落但始終維持在最低和最高工作電壓值之間，芯片工作正常；：電壓值雖有抖落但始終維持在最低和最高工作電壓值之間，芯片工作正常；IIII：電壓值抖落到最低工作電壓值和：電壓值抖落到

14、最低工作電壓值和 1.8V 之間，芯片不會自行復(fù)位，工作狀況之間，芯片不會自行復(fù)位，工作狀況是否正常未能確定；是否正常未能確定；IIIIII：電壓值抖落到：電壓值抖落到 1.8V 以下，這時芯片內(nèi)置的以下，這時芯片內(nèi)置的LVD（低電壓檢測）電路會促使（低電壓檢測）電路會促使芯片復(fù)位。芯片復(fù)位。 因此，因此，I I 和和 IIIIII 這兩這兩種狀況下芯片能夠保證不會異常工作，但是用戶要注意種狀況下芯片能夠保證不會異常工作，但是用戶要注意II II 狀況下芯片的應(yīng)用。一般來說，用戶需要在程序中設(shè)置軟件陷阱并配合看門狗狀況下芯片的應(yīng)用。一般來說，用戶需要在程序中設(shè)置軟件陷阱并配合看門狗計時器來偵測

15、芯片工作的異常狀況并促使芯片復(fù)位來解決。計時器來偵測芯片工作的異常狀況并促使芯片復(fù)位來解決。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 10各種復(fù)位啟動方式的處理各種復(fù)位啟動方式的處理 一般來說，如果產(chǎn)品的抗干擾要求較一般來說，如果產(chǎn)品的抗干擾要求較高，四種復(fù)位方式中高，四種復(fù)位方式中 看門狗計時器溢出復(fù)看門狗計時器溢出復(fù)位位 和和 低電壓檢測復(fù)位低電壓檢測復(fù)位 就要引起重視，因就要引起重視，因為這兩種情況都是系統(tǒng)不正常工作引起的。為這兩種情況都是系統(tǒng)不正常工作引起的。設(shè)計者應(yīng)在程序中偵測這兩種復(fù)位方式，并設(shè)計者應(yīng)在程序中偵測這兩種復(fù)位方

16、式，并作特別的程序處理，以保證產(chǎn)品的正常流程作特別的程序處理，以保證產(chǎn)品的正常流程運作。如果把這兩種復(fù)位方式稱作運作。如果把這兩種復(fù)位方式稱作 異常復(fù)異常復(fù)位位，上電復(fù)位和外部復(fù)位稱作，上電復(fù)位和外部復(fù)位稱作 正常復(fù)位正常復(fù)位，則如右圖所示為程序處理方式。則如右圖所示為程序處理方式。 對于異常復(fù)位狀態(tài)，程序中要做對于異常復(fù)位狀態(tài)，程序中要做 RAM RAM 中重要資料正確性的判斷，資料正確不能清中重要資料正確性的判斷，資料正確不能清除，在主程序中針對重要資料作相應(yīng)的判斷除，在主程序中針對重要資料作相應(yīng)的判斷執(zhí)行異常復(fù)位前的工作流程。設(shè)計者可以利執(zhí)行異常復(fù)位前的工作流程。設(shè)計者可以利用多個用多個

17、 RAM RAM 單元備份同一重要資料，以利單元備份同一重要資料，以利于復(fù)位后資料正確性的判斷。注：于復(fù)位后資料正確性的判斷。注：RAM RAM 資料資料保存電壓為保存電壓為1.5V1.5V。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 11軟件抗雜訊處理軟件抗雜訊處理- I/OI/O口的設(shè)置 由于由于I/OI/O口在整個系統(tǒng)中作為信號輸入和信號輸出的關(guān)鍵部位，所以口在整個系統(tǒng)中作為信號輸入和信號輸出的關(guān)鍵部位，所以其設(shè)定在程序開發(fā)中也要引起注意：其設(shè)定在程序開發(fā)中也要引起注意： 作為作為 InputInput 口，要設(shè)定相應(yīng)位的口，要設(shè)定

18、相應(yīng)位的上拉電阻上拉電阻（芯片內(nèi)部上拉電阻為（芯片內(nèi)部上拉電阻為100K100K歐姆），以避免信號懸浮時偵測有誤。歐姆），以避免信號懸浮時偵測有誤。 如果作為按鍵輸入口使用，程序方面要加入如果作為按鍵輸入口使用，程序方面要加入debounce處理，以防處理，以防止因為雜訊干擾而誤判按鍵。止因為雜訊干擾而誤判按鍵。 懸空懸空的的 I/O I/O 口可以設(shè)置為口可以設(shè)置為低電平輸出口低電平輸出口，連接到地的無用連接到地的無用 I/O I/O 口口可以設(shè)置為可以設(shè)置為低電平輸入口低電平輸入口，連接到電源端的無用連接到電源端的無用 I/O I/O 口可以設(shè)置為高電口可以設(shè)置為高電平輸入口。平輸入口。

19、程序設(shè)計中，程序設(shè)計中，I/O I/O 口的方向及輸出電平寄存器設(shè)置要經(jīng)常刷新，防口的方向及輸出電平寄存器設(shè)置要經(jīng)常刷新，防止因異常情況引起設(shè)置的改變，造成系統(tǒng)偵測、控制的紊亂。止因異常情況引起設(shè)置的改變，造成系統(tǒng)偵測、控制的紊亂。 某些特殊場合由于安全的需要，具有危險性的負載可以利用某些特殊場合由于安全的需要，具有危險性的負載可以利用軟件脈軟件脈沖沖驅(qū)動的方式，透過電容耦合，以避免微控制器復(fù)位或當(dāng)機時的誤啟動驅(qū)動的方式，透過電容耦合，以避免微控制器復(fù)位或當(dāng)機時的誤啟動造成的危險。造成的危險。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 1

20、2軟件抗雜訊處理軟件抗雜訊處理 在程序開發(fā)過程中，有些細節(jié)的方面引起注在程序開發(fā)過程中，有些細節(jié)的方面引起注意也會對抗雜訊有所幫助：意也會對抗雜訊有所幫助： ROM ROM 中的空白區(qū)，用戶可以以中的空白區(qū)，用戶可以以 NOP NOP 指令的指令的形式編程，并在如右圖所示位置處加入形式編程，并在如右圖所示位置處加入 JMP JMP RESET RESET 指令，可以防止程序誤跳到指令，可以防止程序誤跳到ROMROM空白區(qū)造成空白區(qū)造成的意外情況。的意外情況。 空白區(qū)域編程可以采用宏命令如下：空白區(qū)域編程可以采用宏命令如下：REPEAT MAX.ADDR - $REPEAT MAX.ADDR -

21、 $ DW 0XFFFF DW 0XFFFF ENDMENDM （注：（注：MAX.ADDRMAX.ADDR為用戶為用戶ROMROM最大地址）最大地址） 在芯片初始化程序中，在芯片初始化程序中，RAM RAM 資料視情況需資料視情況需清除或重新賦值，以防意外情況產(chǎn)生。而且，如清除或重新賦值，以防意外情況產(chǎn)生。而且，如果有多余果有多余 RAM RAM 單元的存在，建議將重要資料作備單元的存在，建議將重要資料作備份（特別是份（特別是 I/O I/O 控制參數(shù)），以保證資料的正確控制參數(shù)），以保證資料的正確性。一些重要寄存器不論是否有使用過，建議按性。一些重要寄存器不論是否有使用過，建議按照實際情況

22、進行規(guī)劃處理。照實際情況進行規(guī)劃處理。 外部中斷信號持續(xù)兩個指令周期便能觸發(fā)外部中斷信號持續(xù)兩個指令周期便能觸發(fā)中斷，因此在高抗干擾要求場合下，盡量不要使中斷，因此在高抗干擾要求場合下，盡量不要使用外部中斷或是硬件做好非正常信號的處理。用外部中斷或是硬件做好非正常信號的處理。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 13軟件抗雜訊處理軟件抗雜訊處理 芯片初始化完成后，在芯片初始化完成后，在RAMRAM中寫入檢查中寫入檢查PatternPattern（例如（例如55AAH55AAH），并在經(jīng)常執(zhí)行的路徑），并在經(jīng)常執(zhí)行的路徑上讀回檢查，防

23、止資料被破壞。上讀回檢查，防止資料被破壞。 芯片外部周邊可編程硬件需要經(jīng)常刷芯片外部周邊可編程硬件需要經(jīng)常刷新，以利于被干擾后重新恢復(fù)狀態(tài)。新，以利于被干擾后重新恢復(fù)狀態(tài)。 在重點程序入口處加注編號，以備重在重點程序入口處加注編號，以備重新啟動時可以依據(jù)編號跳回正確的入口程新啟動時可以依據(jù)編號跳回正確的入口程序。序。 由于中斷請求的產(chǎn)生不依賴于中斷使由于中斷請求的產(chǎn)生不依賴于中斷使能的存在，因此在使用多個中斷處理時，能的存在，因此在使用多個中斷處理時，要進行中斷使能位（要進行中斷使能位（FxxIEN）和中斷請求）和中斷請求位（位（FxxIRQ）的雙重判斷，而且在判斷完）的雙重判斷，而且在判斷完

24、所需要的中斷處理完畢后建議清掉中斷請所需要的中斷處理完畢后建議清掉中斷請求寄存器，以防止意外的中斷請求一直存求寄存器，以防止意外的中斷請求一直存在。建議中斷處理程序采用如右圖所示的在。建議中斷處理程序采用如右圖所示的方式。方式。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 14硬件抗雜訊處理硬件抗雜訊處理-振蕩電路的設(shè)計 SonixSonix微控制器提供了幾種振蕩電路方式：晶振、外部微控制器提供了幾種振蕩電路方式：晶振、外部 RC RC 、內(nèi)部高速、內(nèi)部高速RCRC（需芯片支持）、內(nèi)部低速（需芯片支持）、內(nèi)部低速 RCRC、外部、外部 Cl

25、ock Clock 信號。下圖為振蕩源電路信號。下圖為振蕩源電路結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)原理原理圖。圖。為了提高抗干擾能力，芯片內(nèi)部設(shè)計了一帶通濾波器用來濾為了提高抗干擾能力，芯片內(nèi)部設(shè)計了一帶通濾波器用來濾除混入振蕩源中的雜訊，其電路的選通依靠于除混入振蕩源中的雜訊，其電路的選通依靠于 Code Operation 的選擇。的選擇。Hosc: High_Clk code operationFhosc: External high-speed clock/Internal high-speed RC clockFlosc: Internal low-speed RC clockSONIX TECHNOLOGY

26、 CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 151234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:20-Jul-2004Sheet of File:F:Sch_PcbSonix design.DdbDrawn By:R1C1VddXIN1234ABCD4321DCBATitleNumberRevisionSizeBDate:20-Jul-2004Sheet of File:F:Sch_PcbSonix design.DdbDrawn By:Y1C2C1XINXOUTR1硬件抗雜訊處理硬件抗雜訊處理-振蕩電路的設(shè)計 采用圖一所示的振

27、蕩電路，電容采用圖一所示的振蕩電路，電容 C1C1、C2 C2 應(yīng)視晶振參數(shù)選擇合適的參數(shù)，一般應(yīng)視晶振參數(shù)選擇合適的參數(shù)，一般來說，來說，芯片工作頻率過高，電容值不易過大芯片工作頻率過高，電容值不易過大。在要求頻繁停振、起振的場合下，可。在要求頻繁停振、起振的場合下，可以使以使 XOUT XOUT 端的電容值略大于端的電容值略大于 XIN XIN 端的電容值端的電容值，甚至可以在兩端并聯(lián)一大阻值電阻，甚至可以在兩端并聯(lián)一大阻值電阻 R1R1。 采用圖二所示的振蕩電路，其振蕩頻率受供應(yīng)電壓值、工作環(huán)境溫度等條件影采用圖二所示的振蕩電路，其振蕩頻率受供應(yīng)電壓值、工作環(huán)境溫度等條件影響。為了保證振

28、蕩波形的穩(wěn)定，響。為了保證振蕩波形的穩(wěn)定，C1 C1 電容值不易過小電容值不易過小，建議大于，建議大于 25pF25pF。 芯片的工作頻率可以達到芯片的工作頻率可以達到 1T，即指令執(zhí)行周期，即指令執(zhí)行周期 Tcpu 等于時鐘振蕩周期等于時鐘振蕩周期 Tosc 。但應(yīng)用在高抗干擾要求場合下，建議將振蕩頻率但應(yīng)用在高抗干擾要求場合下，建議將振蕩頻率除除4或更高或更高處理，此外選擇處理，此外選擇Noise Filter 功能打開。這些都可以在編譯時的功能打開。這些都可以在編譯時的 Code Operation 中進行選擇。中進行選擇。圖一圖二 振蕩電路盡可能接近芯片振振蕩電路盡可能接近芯片振蕩腳位

29、，所覆蓋線路板面積盡量蕩腳位，所覆蓋線路板面積盡量小，線路回圈內(nèi)不要有其它不相小，線路回圈內(nèi)不要有其它不相關(guān)線路，并與地線和電源線保持關(guān)線路，并與地線和電源線保持足夠的距離（足夠的距離（3mm），以避免電），以避免電源高頻噪聲干擾。源高頻噪聲干擾。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 16硬件抗雜訊處理硬件抗雜訊處理 芯片內(nèi)置有復(fù)位電路，復(fù)位腳與芯片內(nèi)置有復(fù)位電路，復(fù)位腳與 Input 口復(fù)用，一般情況下外部只口復(fù)用，一般情況下外部只需將需將 RST 端與端與 Vdd 端直接相連或完全使用內(nèi)部復(fù)位端口選擇為端直接相連或完全使用內(nèi)部復(fù)

30、位端口選擇為 Input 口口使用。如果抗干擾要求較高，可以采用使用。如果抗干擾要求較高，可以采用 RST 端上拉一端上拉一 100K 歐姆左右的歐姆左右的電阻到電阻到 Vdd 端或端口選擇為端或端口選擇為 Input 口使用，并且口使用，并且 RST 端無需添加接地電端無需添加接地電容，因為電源中的高頻干擾會通過電容而直接侵入芯片內(nèi)部。此外復(fù)位容，因為電源中的高頻干擾會通過電容而直接侵入芯片內(nèi)部。此外復(fù)位電路在電路在 PCB 布線時，盡量要靠近復(fù)位管腳和減小與地端、電源端的耦合布線時，盡量要靠近復(fù)位管腳和減小與地端、電源端的耦合強度。強度。 具有高噪聲的負載最好以光耦等元件隔離或加有吸噪聲電

31、路。具有高噪聲的負載最好以光耦等元件隔離或加有吸噪聲電路。 按鍵或輸出口容易被按鍵或輸出口容易被 ESD 侵入的線路上應(yīng)預(yù)留電阻或電容位置，在侵入的線路上應(yīng)預(yù)留電阻或電容位置，在必要時加入元器件以增強系統(tǒng)抗必要時加入元器件以增強系統(tǒng)抗 ESD 能力。能力。 電源電路部分應(yīng)加入高頻濾波電路，以確保電源雜訊的排除。一般來電源電路部分應(yīng)加入高頻濾波電路，以確保電源雜訊的排除。一般來說芯片的說芯片的 Vdd 與與 Vss 輸入端要并入一顆輸入端要并入一顆 0.1uF 電容（如果有多組電容（如果有多組Vdd的，的，所有所有Vdd端都要加入這個容值的端都要加入這個容值的bypass電容），在電源不穩(wěn)定的狀

32、況下電容），在電源不穩(wěn)定的狀況下還需加入一顆大容值電容來蓄電。還需加入一顆大容值電容來蓄電。 如果有危險的負載，應(yīng)加有上拉或下拉電阻以防止微控制器損壞時的如果有危險的負載，應(yīng)加有上拉或下拉電阻以防止微控制器損壞時的誤動作。誤動作。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 17硬件抗雜訊處理硬件抗雜訊處理- PCBPCB布板注意事項布板注意事項 系統(tǒng)板的電源線和地線在布線系統(tǒng)板的電源線和地線在布線時盡量加粗、并行且保持小的間距，時盡量加粗、并行且保持小的間距，爭取最小的電磁干擾。而且微控制爭取最小的電磁干擾。而且微控制器的供電電源在整個系

33、統(tǒng)電源線上器的供電電源在整個系統(tǒng)電源線上截取時，應(yīng)首先經(jīng)過濾波電容再到截取時，應(yīng)首先經(jīng)過濾波電容再到達芯片和芯片系統(tǒng)內(nèi)的其它元件。達芯片和芯片系統(tǒng)內(nèi)的其它元件。與芯片的與芯片的VddVdd和和VssVss管腳的連線盡量管腳的連線盡量不使用跳線。不使用跳線。1234ABCD4321DCBAT itleN um berR evisionSizeBD ate:21-Jul-2004Sheet of File:F:Sch_PcbSonix design.D dbD raw n B y:V ddV ss104MCUV ddV ss104IC1V ddV ss104IC2V ddV ss 復(fù)位電路、振蕩電

34、路、外置上復(fù)位電路、振蕩電路、外置上拉電阻盡量接近于芯片，且與芯片拉電阻盡量接近于芯片，且與芯片的的RSTRST、XINXIN、XOUTXOUT、VddVdd管腳直接管腳直接相連，相連，而且如果與電源或地相關(guān)的線而且如果與電源或地相關(guān)的線路一定要與芯片的路一定要與芯片的 Vdd Vdd 和和 Vss Vss 直接相直接相連，不要直接和系統(tǒng)大電源或大地直接連，不要直接和系統(tǒng)大電源或大地直接相連。相連。盡量不使用跳線，不得已使盡量不使用跳線，不得已使用跳線時，要采用粗跳線或多根跳用跳線時，要采用粗跳線或多根跳線以降低阻抗值。線以降低阻抗值。1234ABCD4321DCBAT itleN um be

35、rR evisionSizeBD ate:23-Jul-2004Sheet of File:F:Sch_PcbSonix design.D dbD raw n B y:V ddR ST47K4M20P25P104V ssX INX OU TMCUSONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 18硬件抗雜訊處理硬件抗雜訊處理- PCBPCB布板注意事項布板注意事項 以下為以下為 PCB PCB 布板一般需要遵循的原則：布板一般需要遵循的原則： 在元器件的布局方面，應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡量放得靠近一些，在元器件的布局方面，應(yīng)該把相互有關(guān)的元件盡

36、量放得靠近一些，例如時鐘發(fā)生器、晶振、時鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時候應(yīng)把例如時鐘發(fā)生器、晶振、時鐘輸入端都易產(chǎn)生噪聲，在放置的時候應(yīng)把它們靠近些。對于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開它們靠近些。對于那些易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路開關(guān)電路等，應(yīng)盡量使其遠離微控制器的邏輯控制電路，如果可能將這些關(guān)電路等，應(yīng)盡量使其遠離微控制器的邏輯控制電路，如果可能將這些電路另作電路板，這樣有利于抗干擾，提高電路工作的可靠性。電路另作電路板，這樣有利于抗干擾，提高電路工作的可靠性。 盡量在關(guān)鍵元件芯片旁邊安裝去耦電容。印制電路板走線、引腳連盡量在關(guān)鍵元件芯片旁邊安裝去耦電容。印制

37、電路板走線、引腳連線和接線等都可能含有較大的電感效應(yīng)。大的電感可能會在線和接線等都可能含有較大的電感效應(yīng)。大的電感可能會在 Vcc Vcc 走線走線上引起嚴重的開關(guān)噪聲尖峰。防止上引起嚴重的開關(guān)噪聲尖峰。防止 Vcc Vcc 走線開關(guān)噪聲尖峰的一個有效走線開關(guān)噪聲尖峰的一個有效方法，是在方法，是在 Vcc Vcc 與地線之間安放一個與地線之間安放一個0.1uF0.1uF的去耦電容。如果電路板上的去耦電容。如果電路板上使用的是表面貼裝元件，可以用片狀電容直接緊靠著元件，在使用的是表面貼裝元件，可以用片狀電容直接緊靠著元件，在 Vcc Vcc 引引腳上固定。最好是使用瓷片電容，這種電容具有較低的靜

38、電損耗腳上固定。最好是使用瓷片電容，這種電容具有較低的靜電損耗 ESL ESL 和高頻阻抗，另外這種電容溫度和時間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯。盡量和高頻阻抗，另外這種電容溫度和時間上的介質(zhì)穩(wěn)定性也很不錯。盡量不要使用鉭電容，在高頻下它的阻抗較高。不要使用鉭電容，在高頻下它的阻抗較高。SONIX TECHNOLOGY CO., LTD松翰科技股份有限公司松翰科技股份有限公司Page 19 在安放去耦電容時需要注意以下幾點：在安放去耦電容時需要注意以下幾點：在印制電路板的電源輸入端跨接在印制電路板的電源輸入端跨接 100uF 100uF 左右的電解電容，如果體積允許，左右的電解電容，如果體積允許，電容

39、量大一些則更好。電容量大一些則更好。每個集成電路芯片的旁邊放置一個每個集成電路芯片的旁邊放置一個 0.1uF 0.1uF 的瓷片電容，如果電路板空隙的瓷片電容，如果電路板空隙太小無法放置，可以每太小無法放置，可以每1010個芯片左右放置一個個芯片左右放置一個 1 110uF 10uF 的鉭電容。的鉭電容。電容的引線不要太長，特別是高頻旁路電容不能帶引線。電容的引線不要太長，特別是高頻旁路電容不能帶引線。 在單片機控制系統(tǒng)中，地線種類較多，有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模在單片機控制系統(tǒng)中，地線種類較多，有系統(tǒng)地、屏蔽地、邏輯地、模擬地等，地線是否布局合理，將決定電路板的抗干擾能力。在設(shè)計地線和接擬地等，地線是否布局合理，將決定電路板的抗干擾能力。在設(shè)計地線和接地點的時候，應(yīng)該考慮以下問題：地點的時候，應(yīng)該考慮以下問題：邏輯地和模擬地要分開布線，各自的地線分別與相應(yīng)的電源地線相連。邏輯地和模擬地要分開布線，各自的地線分別與相應(yīng)的電源地線相連。在設(shè)計時，模擬地線應(yīng)盡量加粗，而且盡量加大引出端的接地面積。一般來在設(shè)計時，模擬地線應(yīng)盡量加粗，而且盡量加大引出端的接