隨著半導體和封裝技術的發(fā)展，電子元件的尺寸不斷縮小，與較大尺寸的單片機（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，在設計開始時就必須考慮設計在噪聲環(huán)境下可以承受一定程度的抗擾性的電子設備的重要性。

對新的單片機方案進行開發(fā)，其周期始于規(guī)格定義、電路設計、組件選擇、印刷電路板設計、原型制作、可靠性和EMC測試、市場測試以及最終產品發(fā)布。

在設計階段，EMC考慮和解決方案的成本最低，并且在產品投放市場后將呈指數級增長。如果設備由于市場上的電磁干擾而發(fā)生故障，則必須通過使用更昂貴的解決方案（例如獨立的過濾器或屏蔽罩等）現場解決，如果它是一個主要缺陷，則甚至會從市場上召回。因此，在設計階段考慮EMC設計非常重要。以下是設計任何電子設備時可能要考慮的一些技巧。

一、單片機設計組件選擇

所使用的組件應盡可能采用無引線類型，而不是引線類型，因為引線類型在高頻下具有更多的寄生效應和電容效應。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，即在設備設計中考慮了EMC方面。例如，在端口的輸入端內置鉗位二極管，以減少靜電放電對端口的影響。

二、單片機方案的印刷電路板設計

1.將每個組件盡可能地靠近放置，因為這將減少環(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，每個回路或軌道將輻射并吸收能量。

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

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

4.在每個集成電路的電源（VCC-接地）兩端使用0.1uF陶瓷電容器作為高頻去耦設備。電容器應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，該電壓尖峰可能會導致MCU讀取錯誤的邏輯。

6.將數字和模擬軌道分開接地。

7.最好在MCU下方放置一個較大的地面，以創(chuàng)建一個穩(wěn)定的儲罐，將噪聲轉移到地面。

8.在關鍵應用中，請使用復位IC，一旦電源降至某個水平以下，該IC就會復位電路。

9.通過使用大型濾波電容器和旁路陶瓷電容器，并確保波動最小（小于100mV），應為系統(tǒng)供電穩(wěn)定。

三、單片機設計軟件注意事項

1.盡可能嘗試在軟件循環(huán)中定期重新配置端口配置，計時器配置和其他寄存器。在嘈雜的環(huán)境中，寄存器的設置可能會翻轉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重置為預定值。

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

4.未使用的內存應使用“1111……”或“0000……”填充。

5.未使用的程序存儲器應填充為NOP（無操作）指令代碼。這是為了確保如果MCU的程序計數器已損壞并跳到程序存儲器的這些區(qū)域，它將不會以無限循環(huán)結尾。

以上就是英銳恩單片機開發(fā)工程師分享的有關在單片機開發(fā)中減少噪聲干擾的方法。英銳恩專注單片機應用方案設計與開發(fā)，提供8位單片機、16位單片機、32位單片機、運算放大器和模擬開關。