提高单片机系统可靠性方法探讨2)

1、提高单片机系统可靠性方法探讨（2）2.3印刷电路板的地线分布原则TTL、CMOS器件的接地线要呈辐射网状，避免环形;板上地线的宽度要根据通 过的电流大小而定，最好不小于3 mmo在可能的情况下，地线尽量加宽;旁路电容的地线 不要太长;功率地通过电流信号较大，地线应较宽，必须与小信号地分开。2.4信号电缆屏蔽层的接地信号电缆可以采用双绞线和多芯线，又有屏蔽和无屏蔽两种情况。双绞线具有 抑制电磁干扰的作用屏蔽线具有抑制静电磁感应干扰的作用。对于屏蔽线，屏蔽层最佳的接地点是在信号源测（一点接地）。3其他提高系统可靠性的方法3.1硬件抗干扰设计（1）选择抗干扰性能强的CPUO单片机和单片机抗干扰能力是

2、不一样的。如果 你的产品是工作在干扰t匕较大的环境,可以选用抗干扰能力强的单片机。（2）数字量的光电隔离。开关量信号实际上有不同的信号传输方式:TTL电 平;RS232电平（非平衡信号）;RS485电平（平衡信号或者差分信号）;电流环路（有 电流或者无电流）。单片机的输入输出口线是最容易引进干扰的地方;对于不使用的I/O 口线，需要 使用电阻上拉到高电平，不可悬置。直接将开关量信号接到单片机的口线上，是最不可取 的设计;至少要加一个缓冲驱动的芯片隔离，而且这个芯片要跟CPU尽量近;在严重干扰 的情况下，需要将所有的口线采用光耦光电隔离。光耦隔离就是采用电流环路传输，避免 在长线传输的时候，在传

3、输线上积累高压和感应信号，使得数据紊乱甚至损坏TTL接口 芯片，或者干扰单片机的正常运行。注意，采用光电隔离是为了信号使用电流环路传输, 而不是使用TTL电平传输，这意味着，从CPU模块的角度看，开关量输出、驱动器件，如 74LS244/245/07等等,在CPU模块这里,光耦在另外一块电路板处;开关量输入，光耦 在CPU模块处，而驱动器件在另外一块电路板处;这样才能形成电流环路。数字信号的 电流环路的电流一般在5 mA 10 mA,根据光耦的指标而定。在工业环境下与CPU模 块相对独立的键盘，需要使用光耦光电隔离接入到系统中，否则极易损坏接口芯片。模拟量的光电隔离。模拟量隔离有2种方法,一种

4、是,使用线性光耦，隔离模 拟量;由于线性光耦的价格昂贵，并且线性区也很窄，不推荐使用。比较常用的办法是，选 用SPI接口，或者3线接口的AD或者DA,把数据、时钟和使能信号，使用光耦隔离。这 实际上是把模拟量的信号转换成串行的开关量的数据流传输。另一种是使用4 mA 20 mA的电流坏路，但是4 mA 20 mA的芯片价格比较昂贵，而且电路也复杂。(4) 模拟量的通讯传输。使用一个CPU把模拟量读入到CPU,再通过RS485接 口把数据按照通讯协议，传输到主CPU模块;当然,也可以传输开关量信号等。实际上，这 是一个分布式的测控网络的方法;多板的单片机测控系统经常使用这种方法。(5) 独立的&

5、quot;看门狗”。选用独立的看门狗作为系统复位信号产生;当系统 跑飞时，由于没有"喂狗"，"看门狗"产生复位信号，使得系统可以最大限度地找回跑 飞前的数据，尽可能重新开始平稳的运行。(6) 采用RS232电平传输。比如，机箱的面板显示，经常采用max7219,这时如果使用TTL电平，经常被干扰使得显示不正常;可以在发送端使用一片MAX232,将TTL 电平转换成RS232电平，在面板显示电路板，选用一片MC1489,将RS232电平，转换TTL 电平，加强驱动能力,就可以保证信号正确传输。(7)采用RS422电平传输。同样,也可以在发送端采用一片MAX485,将TTL电平转换成RS485电平，在接收端,选用一 片MAX485,将RS485电平，转换TTL电平,就可以保证信号正确传输。3.2单片机软件抗干扰在单片机软件程序的设计中，采用一些措施来提高单片机系统工作的可靠性。软件抗