EMC

在实际的工业、电力、自动化及仪器仪表应用中，RS-485总线标准是使用最广泛的物理层总线设计标准之一，由于其会在恶劣电磁环境下工作，为了确保这些数据端口能够在最终安装环境中正常工作，它们必须符合相关的电磁兼容性(EMC)法规。在本文中，世健公司结合优势的代理线ADI（ RS-485芯片）、Bourns（在端口EMC防护方面的器件），从原理分析到实测来为大家带来详细的RS485的端口防护分析。

在RS-485端口的EMC设计中，我们需要重点考虑三个因素：静电放电(ESD)、电快速瞬变(EFT)和浪涌（Surge）。 国际电工委员会(IEC)规范定义了一组EMC抗扰度要求，这组规范包括以下三种类型的高电压瞬变，设计人员需要确保数据通信线路不受这些瞬变的损害。

这三种类型分别是:

IEC 61000-4-2静电放电(ESD)
IEC 61000-4-4电快速瞬变(EFT)
IEC 61000-4-5浪涌抗扰度（Surge）

<strong>一、影响EMC的因数</strong>

<strong>1．电压</strong>

电源电压越高，意味着电压振幅越大，发射就更多，而低电源电压影响敏感度。

<strong>2．频率</strong>

高频产生更多的发射，周期性信号产生更多的发射。在高频单片机系统中，当器件开关时产生电流尖峰信号；在模拟系统中，当负载电流变化时产生电流尖峰信号。

<strong>3．接地</strong>

在 所有EMC题目中，主要题目是不适当的接地引起的。有三种信号接地方法：单点、多点和混合。在频率低于1MHz时，可采用单点接地方法，但不适宜高频；在 高频应用中，最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地，而高频用多点接地的方法。地线布局是关键，高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混 合。

<strong>4．PCB设计</strong>

适当的印刷电路板（PCB）布线对防止EMI是至关重要的。

<strong>5．电源往耦</strong>

对于一个电子工程师来说，在单片机的电路设计中电磁干扰不仅关系了单片机在控制在中的能力和准确度，还关系到企业在行业中的竞争。对电磁干扰的设计本文主要从硬件和软件方面进行设计处理，下面就是从单片机的PCB设计到软件处理方面来介绍对电磁兼容性的处理。

<strong>一、影响EMC的因数</strong>

<strong>1．电压</strong>

电源电压越高，意味着电压振幅越大，发射就更多，而低电源电压影响敏感度。

<strong>2．频率</strong>

高频产生更多的发射，周期性信号产生更多的发射。在高频单片机系统中，当器件开关时产生电流尖峰信号；在模拟系统中，当负载电流变化时产生电流尖峰信号。

<strong>3．接地</strong>

在所有EMC题目中，主要题目是不适当的接地引起的。有三种信号接地方法：单点、多点和混合。在频率低于1MHz时，可采用单点接地方法，但不适宜高频；在高频应用中，最好采用多点接地。混合接地是低频用单点接地，而高频用多点接地的方法。地线布局是关键，高频数字电路和低电平模拟电路的接地电路尽不能混合。

<strong>1、单片机的工作频率</strong>

<strong>1.1 单片机的设计应根据客户的需求来选择较低的工作频率</strong>

首先介绍一下这样做的优点：采用低的晶振和总线频率使得我们可以选择较小的单片机满足时序的要求，这样单片机的工作电流可以变得更低，最重要的是VDD到VSS的电流峰值会更小。

当然我们这里需要做一个妥协，因为客户的要求可能是兼容的和平台化的（目前汽车电子的发展趋势就是平台化），选择较高的工作频率可以兼容更多的平台，也方便以后升级和扩展，因此要选择一个较低的可以接受的工作频率。

<strong>2、恰当的输出驱动能力</strong>

在给定负载规范，上升和下降时间，选择适当的输出的上升时间，最大限度地降低输出和内部驱动器的峰值电流是减小EMI的最重要的设计考虑因素之一。驱动能力不匹配或不控制输出电压变化率，可能会导致阻抗不匹配，更快的开关边沿，输出信号的上冲和下冲或电源和地弹噪声。

<strong>2.1 设计单片机的输出驱动器</strong>