单片机的硬件抗干扰技术解析


单片机系统硬件抗干扰常用方法实践影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰,并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素,常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。
形成干扰的基本要素有三个:
单片机(Microcontroller, MCU)是一种集成了计算机功能的微型计算机,通常由一个微处理器(CPU)、存储器(ROM、RAM)、输入/输出接口、定时器/计数器等功能模块集成在同一芯片上。单片机是一种常用于嵌入式系统中的控制器,它被广泛应用于家电、汽车、工业自动化、医疗设备、消费电子、物联网(IoT)设备等多个领域。
单片机系统硬件抗干扰常用方法实践影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰,并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素,常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。
形成干扰的基本要素有三个:
单片机晶振旁边两个对地电容叫晶振的负载电容,分别接在晶振的两个脚上和对地的电容,一般在几十皮发。它会影响到晶振的谐振频率和输出幅度,一般订购晶振时候供货方会问你负载电容是多少。
单片机是嵌入式系统的核心元件,使用单片机的电路要复杂得多,但在更改和添加新功能时,带有单片机的电路更加容易实现,这也正是电器设备使用单片机的原因。那么在单片机电路的设计中需要注意的难点有哪些?你都解决了吗?下面分享10个单片机电路设计中的难点,一起来学习吧~
一、单片机上拉电阻的选择
一个单片机硬件系统的硬件电路设计包含两部分内容:
一是系统扩展,即单片机内部的功能单元,如ROM、RAM、I/O、定时器/计数器、中断系统等不能满足应用系统的要求时,必须在片外进行扩展,选择适当的芯片,设计相应的电路。
二是系统的配置,即按照系统功能要求配置外围设备,如键盘、显示器、打印机、A/D、D/A转换器等,要设计合适的接口电路。
本文设计的是一款基于单片机的红外智能空调遥控器,这种遥控器能采用测量脉冲宽度的方法学习红外信号,同时使用游程编码算法对数据进行压缩后存储,并利用单片机内部定时器PWM模式产生红外载波,成功实现了对红外遥控的学习与再现。
下面请看详细设计流程。
系统总体结构与硬件设计
如何实现单片机用一个I/O采集多个按键信号
使用模数转换(ADC)的特点就可以实现单片机用一个I/O采集多个按键信号。
一、单片机的I/O口检测按键简说
我们知道,一般情况下单片机的一个I/O口作为普通I/O口的话,只能检测识别一个按键。
时间片轮询法,在很多书籍中有提到,而且有很多时候都是与操作系统一起出现,也就是说很多时候是操作系统中使用了这一方法。不过我们这里要说的这个时间片轮询法并不是挂在操作系统下,而是在前后台程序中使用此法。也是本文要详细说明和介绍的方法。
1 系统设计原理
步进电机控制系统主要由单片机、键盘LED、驱动/放大和PC上位机等4个模块组成,其中PC机模块是软件控制部分。为保护单片机控制系统硬件电路,在单片机和步进电机之间增加过流保护电路。图l为步进电机控制系统框图。
在三位数字中,从左至右的第一、第二位为有效数字,第三位表示前两位数字乘10的N次方(单位为Ω)。如果阻值中有小数点,则用“R”表示,并占一位有效数字。例如:标示为“103”的阻值为10&TImes;10=10kΩ;标示为“222”的阻值为2200Ω即2.2kΩ;标示为“105”的阻值为1MΩ。
很多单片机项目恐怕都是没有操作系统的前后台结构,就是main函数里用while无限循环各种任务,中断处理紧急任务。这种结构最简单,上手很容易,可是当项目比较大时,这种结构就不那么适合了,编写代码前你必须非常小心的设计各个模块和全局变量,否则最终会使整个代码结构杂乱无序,不利于维护,而且往往会因为修改了某部分代码而莫名其妙的影响到其他功能,而使调试陷入困境。