隨著半導(dǎo)體和封裝技術(shù)的發(fā)展，電子元件的尺寸不斷縮小，與較大尺寸的單片機(jī)（MCU）相比，這些較小的MCU承受電磁干擾的能力也有所降低。因此，在設(shè)計(jì)開始時(shí)就必須考慮設(shè)計(jì)在噪聲環(huán)境下可以承受一定程度的抗擾性的電子設(shè)備的重要性。

對(duì)新的單片機(jī)方案進(jìn)行開發(fā)，其周期始于規(guī)格定義、電路設(shè)計(jì)、組件選擇、印刷電路板設(shè)計(jì)、原型制作、可靠性和EMC測(cè)試、市場(chǎng)測(cè)試以及最終產(chǎn)品發(fā)布。

在設(shè)計(jì)階段，EMC考慮和解決方案的成本最低，并且在產(chǎn)品投放市場(chǎng)后將呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。如果設(shè)備由于市場(chǎng)上的電磁干擾而發(fā)生故障，則必須通過使用更昂貴的解決方案（例如獨(dú)立的過濾器或屏蔽罩等）現(xiàn)場(chǎng)解決，如果它是一個(gè)主要缺陷，則甚至?xí)氖袌?chǎng)上召回。因此，在設(shè)計(jì)階段考慮EMC設(shè)計(jì)非常重要。以下是設(shè)計(jì)任何電子設(shè)備時(shí)可能要考慮的一些技巧。

一、單片機(jī)設(shè)計(jì)組件選擇

所使用的組件應(yīng)盡可能采用無引線類型，而不是引線類型，因?yàn)橐€類型在高頻下具有更多的寄生效應(yīng)和電容效應(yīng)。優(yōu)選表面貼裝電阻器、電容器、電感器和其他SMT組件。

MCU的選擇基于制造商的保證和規(guī)范，即在設(shè)備設(shè)計(jì)中考慮了EMC方面。例如，在端口的輸入端內(nèi)置鉗位二極管，以減少靜電放電對(duì)端口的影響。

二、單片機(jī)方案的印刷電路板設(shè)計(jì)

1.將每個(gè)組件盡可能地靠近放置，因?yàn)檫@將減少環(huán)路和走線，因此寄生電感和電容電感將減少。一旦暴露于電流，電壓或電磁通量的變化中，每個(gè)回路或軌道將輻射并吸收能量。

2.晶體或陶瓷振蕩器應(yīng)盡可能靠近單片機(jī)放置。用于將諧振器連接到時(shí)鐘的軌道應(yīng)盡可能短且閉合。

3.盡量不要在MCU和PCB之間使用任何插座。使用插座會(huì)在電路中引入寄生電感和電容。

4.在每個(gè)集成電路的電源（VCC-接地）兩端使用0.1uF陶瓷電容器作為高頻去耦設(shè)備。電容器應(yīng)放置在盡可能靠近集成電路的位置。

5.不使用的MCU的IO端口應(yīng)接地或通過高阻抗電阻（100-200kΩ）連接到VCC。這是為了減少未使用端口上的電壓尖峰的影響，該電壓尖峰可能會(huì)導(dǎo)致MCU讀取錯(cuò)誤的邏輯。

6.將數(shù)字和模擬軌道分開接地。

7.最好在MCU下方放置一個(gè)較大的地面，以創(chuàng)建一個(gè)穩(wěn)定的儲(chǔ)罐，將噪聲轉(zhuǎn)移到地面。

8.在關(guān)鍵應(yīng)用中，請(qǐng)使用復(fù)位IC，一旦電源降至某個(gè)水平以下，該IC就會(huì)復(fù)位電路。

9.通過使用大型濾波電容器和旁路陶瓷電容器，并確保波動(dòng)最?。ㄐ∮?00mV），應(yīng)為系統(tǒng)供電穩(wěn)定。

三、單片機(jī)設(shè)計(jì)軟件注意事項(xiàng)

1.盡可能嘗試在軟件循環(huán)中定期重新配置端口配置，計(jì)時(shí)器配置和其他寄存器。在嘈雜的環(huán)境中，寄存器的設(shè)置可能會(huì)翻轉(zhuǎn)并從輸入更改為輸出，反之亦然。

2.在MCU的RAM中放置一定的值，并定期檢查其完整性。如果值改變，則意味著噪聲改變了值，其余RAM的完整性值得懷疑。你可以決定將RAM重置為預(yù)定值。

3.使用具有硬件復(fù)位看門狗功能的MCU。計(jì)時(shí)器例程放置在軟件的特定部分中，它將在特定時(shí)間刷新。如果未更新，則表示程序已失控，應(yīng)觸發(fā)硬件重置。

4.未使用的內(nèi)存應(yīng)使用“1111……”或“0000……”填充。

5.未使用的程序存儲(chǔ)器應(yīng)填充為NOP（無操作）指令代碼。這是為了確保如果MCU的程序計(jì)數(shù)器已損壞并跳到程序存儲(chǔ)器的這些區(qū)域，它將不會(huì)以無限循環(huán)結(jié)尾。

以上就是英銳恩單片機(jī)開發(fā)工程師分享的有關(guān)在單片機(jī)開發(fā)中減少噪聲干擾的方法。英銳恩專注單片機(jī)應(yīng)用方案設(shè)計(jì)與開發(fā)，提供8位單片機(jī)、16位單片機(jī)、32位單片機(jī)、運(yùn)算放大器和模擬開關(guān)。