跟着单片机体系越来越广泛地运用于花费类电子、医疗、工业主动化、智能化仪器外表、航空航天等各范畴，单片机体系面临着电磁搅扰（EMI）日益严峻的要挟。电磁兼容性（EMC）包含体系的发射和活络度两方面的疑问。假定一个单片机体系契合下面三个条件，则该体系是电磁兼容的：

　　① 对其它体系不发作搅扰;

　　② 对其它体系的发射不活络;

　　③ 对体系自身不发作搅扰。

　　假若搅扰不能彻底消除，但也要使搅扰削减到最小。搅扰的发作不是直接的（经过导体、公共阻抗耦合等），即是直接的（经过串扰或辐射耦合）。电磁搅扰的发作是经过导体和经过辐射，许多电磁发射源，如光照、继电器、DC电机和日光灯都可致使搅扰；AC电源线、互连电缆、金属电缆和子体系的内部电路也都或许发作辐射或接纳到不期望的信号。在高速单片机体系中，时钟电路通常是宽带噪声的最大发作源，这些电路可发作高达300 MHz的谐波失真，在体系中应当把它们去掉。别的，在单片机体系中，最简略受影响的是复位线、接连线和操控线。

　　1、搅扰的耦合方法

　　（1） 传导性EMI

　　一种最显着而通常被疏忽的能致使电路中噪声的途径是经过导体。一条穿过噪声环境的导线可捡拾噪声并把噪声送到其它电路致使搅扰。计划人员有必要避免导线捡拾噪声和在噪声致使搅扰前，用去耦方法除掉噪声。最通常的比方是噪声经过电源线进入电路。若电源自身或联接到电源的其它电路是搅扰源，则在电源线进入电路之前有必要对其去耦。

　　（2） 公共阻抗耦合

　　当来自两个纷歧样电路的电流流经一个公共阻抗时就会发作共阻抗耦合。阻抗上的压降由两个电路抉择，来自两个电路的地电流流经共地阻抗。电路1的地电位被地电流2调制，噪声信号或DC抵偿经共地阻抗从电路2耦合到电路1。

　　（3） 辐射耦合

　　经辐射的耦合通称串扰。串扰发作在电流流经导体时发作电磁场，而电磁场在附近的导体中感应瞬态电流。

　　（4） 辐射发射

　　辐射发射有两种底子类型：差分方法（DM）和共模（CM）。共模辐射或单极天线辐射是由无意的压降致使的，它使电路中悉数地联接举高到体系地电位之上。就电场巨细而言，CM辐射是比DM辐射更为严峻的疑问。为使CM辐射最小，有必要用切合实习的计划使共模电流降到零。

　　2、影响EMC的因数

　　① 电压。电源电压越高，意味着电压振幅越大，发射就更多，而低电源电压影响活络度。

　　② 频率。高频发作更多的发射，周期性信号发作更多的发射。在高频单片机体系中，当器材开关时发作电流尖峰信号；在仿照体系中，当负载电流改动时发作电流尖峰信号。

　　③ 接地。在悉数EMC疑问中，首要疑问是不恰当的接地致使的。有三种信号接本地法：单点、多点和混合。在频率低于1 MHz时，可选用单点接本地法，但不适于高频;在高频运用中，最佳选用多点接地。混合接地是低频用单点接地，而高频用多点接地的方法。地线计划是要害，高频数字电路和低电平仿照电路的地回路必定不能混合。

　　④ PCB计划。恰当的打印电路板（PCB）布线对避免EMI是至关首要的。

　　⑤ 电源去耦。当器材开关时，在电源线上会发作瞬态电流，有必要衰减和滤掉这些瞬态电流。来自高di/dt源的瞬态电流致使地和线迹“发射”电压，高di/dt 发作大计划高频电流，鼓动部件和线缆辐射。流经导线的电流改动和电感会致使压降，减小电感或电流随时刻的改动可使该压降最小。

　　3、打印电路板（PCB）的电磁兼容性计划

　　PCB是单片机体系中电路元件和器材的支持件，它供应电路元件和器材之间的电气联接。跟着电子技术的飞速翻开，PCB的密度越来越高。PCB计划的好坏对单片机体系的电磁兼容性影响很大，实习证实，即便电路原理图计划精确，打印电路板计划不妥，也会对单片机体系的牢靠性发作晦气影响。例如，假定打印板两条细平行线靠得很近，则会构成信号波形的推迟，在传输线的终端构成反射噪声。因而，在计划打印电路板的时分，应留心选用精确的方法，遵循PCB计划的通常准则，并应契合抗搅扰计划的恳求。

　　3.1 PCB计划的通常准则

　　要使电子电路获得最佳功用，元器材的计划及导线的布设是很首要的。为了计划质量好、本钱低的PCB，应遵循以下通常性准则。

　　（1） 分外元器材计划

　　首要，要思考PCB尺度的巨细：PCB尺度过大时，打印线条长，阻抗添加，抗噪声才华降低，本钱也添加;过小，则散热欠好，且附近线条易受搅扰。在断定PCB尺度后，再断定分外元器材的方位。究竟，依据电路的功用单元，对电路的悉数元器材进行计划。

　　在断定分外元器材的方位时要遵循以下准则：

　　① 尽或许缩短高频元器材之间的连线，设法削减它们的散布参数和彼此间的电磁搅扰。易受搅扰的元器材不能彼此挨得太近，输入和输出元件应尽量远离。

　　② 某些元器材或导线之间或许有较高的电位差，应加大它们之间的间隔，避免放电引出意外短路。带高电压的元器材应尽量安顿在调试时手不易触及的本地。

　　③ 分量逾越15 g的元器材，应当用支架加以固定，然后焊接。那些又大又重、发热量多的元器材，不宜装在打印板上，而应装在整机的机箱底板上，且应思考散热疑问。热敏元件应远离发热元件。

　　④ 关于电位器、可调电感线圈、可变电容器、微动开关等可调元件的计划，应思考整机的构造恳求。假定机内调度，应放在打印板上便当调度的本地;假定机外调度，其方位要与调度旋钮在机箱面板上的方位相习气。

　　⑤ 留出打印板定位孔及固定支架所占用的方位。

　　（2） 通常元器材计划

　　依据电路的功用单元，对电路的悉数元器材进行计划时，要契合以下准则：

　　① 依照电路的流程组织各个功用电路单元的方位，使计划便于信号流转，并使信号尽或许坚持一同的方向。

　　② 以每个功用电路的基地元件为基地，盘绕它来进行计划。元器材应均匀、规整、紧凑地摆放在PCB上，尽量削减和缩短各元器材之间的引线和联接。

　　③ 在高频下作业的电路，要思考元器材之间的散布参数。通常电路应尽或许使元器材平行摆放，这么，不光美丽，并且装焊简略，易于批量出产。

　　④ 坐落电路板边际的元器材，离电路板边际通常不小于2 mm。电路板的最佳形状为矩形。长宽比为3:2或4:3。电路板面尺度大于200 mm&TImes;150 mm时，应思考电路板所受的机械强度。

　　（3） 布线

　　布线的准则如下：

　　① 输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行，最佳加线间地线，避免发作反响耦合。

　　② 打印板导线的最小宽度首要由导线与绝缘基板间的粘附强度和流过它们的电流值抉择。当铜箔厚度为0.5 mm、宽度为1～15 mm时，经过2 A的电流，温升不会高于3℃。因而，导线宽度为1.5 mm可满意恳求。关于集成电路，分外是数字电路，通常选0.02～0.3 mm导线宽度。当然，只需容许，仍是尽或许用宽线，分外是电源线和地线。导线的最小间隔首要由最坏状况下的线间绝缘电阻和击穿电压抉择。关于集成电路，分外是数字电路，只需技术容许，可使间隔小于0.1～0.2 mm。

　　③ 打印导线拐弯处通常取圆弧形，而直角或夹角在高频电路中会影响电气功用。此外，尽量避免运用大面积铜箔，不然，长时刻受热时，易发作铜箔胀大和掉落景象。有必要用大面积铜箔时，最佳用栅格状，这么有利于扫除铜箔与基板间粘合剂受热发作的蒸腾性气体。

　　（4） 焊盘

　　焊盘基地孔要比器材引线直径稍大一些。焊盘太大易构成虚焊。焊盘外径D通常不小于（d+1.2） mm，其间d为引线孔径。对高密度的数字电路，焊盘最小直径可取（d+1.0） mm。

　　3.2 PCB及电路抗搅扰方法

　　打印电路板的抗搅扰计划与详细电路有着亲近的联络，这儿仅就PCB抗搅扰计划的几项常用方法作一些阐明。

　　（1） 电源线计划

　　依据打印线路板电流的巨细，尽量加粗电源线宽度，削减环路电阻;一同，使电源线、地线的走向和数据传递的方向一同，这么有助于增强抗噪声才华。kx6电子技术吧

　　（2） 地线计划

　　在单片机体系计划中，接地是操控搅扰的首要方法。如能将接地和屏蔽精确联络起来运用，可处理大有些搅扰疑问。单片机体系中地线构造大致有体系地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和仿照地等。在地线计划中应留心以下几点：

　　① 精确挑选单点接地与多点接地。在低频电路中，信号的作业频率小于1 MHz，它的布线和器材间的电感影响较小，而接地电路构成的环流对搅扰影响较大，因而应选用一点接地的方法。当信号作业频率大于10 MHz时，地线阻抗变得很大，此刻应尽量降低地线阻抗，应选用就近多点接地。当作业频率在1～10MHz时，假定选用一点接地，其地线长度不该逾越波长的 1/20，不然应选用多点接地法。

　　② 数字地与仿照地分隔。电路板上既有高速逻辑电路，又有线性电路，应使它们尽量分隔，而两者的地线不要相混，别离与电源端地线相连。低频电路的地应尽量选用单点并联接地，实习布线有艰难时可有些串联后再并联接地;高频电路宜选用多点串联接地，地线应短而粗。高频元件周围尽量用栅格状大面积地箔，要尽量加大线性电路的接地上积。

　　③ 接地线应尽量加粗。若接地线用很细的线条，则接地电位会随电流的改动而改动，致使电子商品的守时信号电平不稳，抗噪声功用降低。因而应将接地线尽量加粗，使它能经过三倍于打印电路板的容许电流。如有或许，接地线的宽度应大于3 mm。

　　④ 接地线构成闭环路。计划只由数字电路构成的打印电路板的地线体系时，将接地线做成闭路能够显着地行进抗噪声才华。其要素在于：打印电路板上有许多集成电路元件，分外遇有耗电多的元件时，因受接地线粗细的束缚，会在地线上发作较大的电位差，致使抗噪才华降低;若将接地线构成环路，则会减小电位差值，行进电子设备的抗噪声才华。

　　（3） 退耦电容装备

　　PCB计划的惯例做法之一，是在打印板的各个要害部位装备恰当的退耦电容。退耦电容的通常装备准则是：

　　① 电源输入端跨接10～100μF的电解电容器。如有或许，接100μF以上的十分好。

　　② 准则上每个集成电路芯片都应安顿一个0.01 pF的瓷片电容。如遇打印板空位不行，可每4～8个芯片安顿一个1～10 pF的钽电容。

　　③ 关于抗噪才华弱、关断时电源改动大的器材，如RAM、ROM存储器材，应在芯片的电源线和地线之间直接接入退耦电容。

　　④ 电容引线不能太长，分外是高频旁路电容不能有引线。

　　此外，还应留心以下两点：

　　① 在打印板中有触摸器、继电器、按钮等元件时，操作它们时均会发作较大火花放电，有必要选用RC电路来吸收放电电流。通常R取1～2 kΩ，C取2.2～47μF。

　　② CMOS的输入阻抗很高，且易受感应，因而在运用时，对不必端要接地或接正电源。

　　（4） 振动器

　　简直悉数的单片机都有一个耦合于外部晶体或陶瓷谐振器的振动器电路。在PCB上，恳求外接电容、晶体或陶瓷谐振器的引线越短越好。RC振动器对搅扰信号有潜在的敏理性，它能发作很短的时钟周期，因而最佳选晶体或陶瓷谐振器。别的，石英晶体的外壳要接地。

　　（5） 防雷击方法

　　室外运用的单片机体系或从室外架空引进室内的电源线、信号线，要思考体系的防雷击疑问。常用的防雷击器材有：气体放电管、TVS（Transient Voltage Suppression）等。气体放电管是当电源电压大于某一数值时，通常为数十V或数百V，气体击穿放电，将电源线上强冲击脉冲导入大地。TVS能够当作两个并联且方向相反的齐纳二极管，当两头电压高于某一值时导通。其特征是能够瞬态经过数百乃至上千A的电流。

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