【導讀】本文將為大家詳解當前廣泛使用的單片機應該具有的內部抗干擾措施。在選用單片機時，要檢查一下這些性能是否都有，以求設計出可靠性高的系統(tǒng)。
外時鐘是高頻的噪聲源，除能引起對本應用系統(tǒng)的干擾之外，還可能產(chǎn)生對外界的干擾，使電磁兼容檢測不能達標。在對系統(tǒng)可靠性要求很高的應用系統(tǒng)中，選用頻率低的單片機是降低系統(tǒng)噪聲的原則之一。以8051單片機為例，最短指令周期1μs時，外時鐘是12MHz。而同樣速度的Motorola 單片機系統(tǒng)時鐘只需4MHz，更適合用于工控系統(tǒng)。近年來，一些生產(chǎn)8051兼容單片機的廠商也采用了一些新技術，在不犧牲運算速度的前提下將對外時鐘的需求降至原來的1/3。
低噪聲系列單片機
傳統(tǒng)的集成電路設計中，在電源、地的引出上通常將其安排在對稱的兩邊。如左下角是地，右下角是電源。這使得電源噪聲穿過整個硅片。改進的技術將電源、地安排在兩個相鄰的引腳上，這樣一方面降低了穿過整個硅片的電流，一方面使外部去耦電容在PCB設計上更容易安排，以降低系統(tǒng)噪聲。另一個在集成電路設計上降低噪聲的例子是驅動電路的設計。一些單片機提供若干個大電流的輸出引腳，從幾十毫安到數(shù)百毫安。這些大功率的驅動電路集成到單片機內部無疑增加了噪聲源。而跳變沿的軟化技術可消除這方面的影響，辦法是將一個大功率管做成若干個小管子的并聯(lián)，再為每個管子輸出端串上不同等效阻值的電阻。以降低di/dt。
時鐘監(jiān)測電路、看門狗技術與低電壓復位
監(jiān)測系統(tǒng)時鐘，當發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時鐘停振時產(chǎn)生系統(tǒng)復位信號以恢復系統(tǒng)時鐘，是單片機提高系統(tǒng)可靠性的措施之一。而時鐘監(jiān)控有效與省電指令STOP是一對矛盾。只能使用其中之一。
看門狗技術是監(jiān)測應用程序中的一段定時中斷服務程序的運行狀況，當這段程序不工作時判斷為系統(tǒng)故障，從而產(chǎn)生系統(tǒng)復位。
低電壓復位技術是監(jiān)測單片機電源電壓，當電壓低于某一值時產(chǎn)生復位信號。由于單片機技術的發(fā)展，單片機本身對電源電壓范圍的要求越來越寬。電源電壓從當初的5V降至3.3V并繼續(xù)下降到2.7V、2.2V、1.8V。在是否使用低電壓復位功能時應根據(jù)具體應用情況權衡一下。
軟件方面的措施
單片機本身在指令設計上也有一些抗干擾的考慮。非法指令復位或非法指令中斷是當運行程序時遇到非法指令或非法尋址空間能產(chǎn)生復位或中斷。單片機應用系統(tǒng)程序是事先寫好的，不可能有非法指令或尋址。一定是系統(tǒng)受到干擾，CPU讀指令時出錯了。
以上提到的是當前廣泛使用的單片機應該具有的內部抗干擾措施。在選用單片機時，要檢查一下這些性能是否都有，以求設計出可靠性高的系統(tǒng)。
在應用軟件設計方面，設計者都有各自的經(jīng)驗。這里要提醒的是最后對不用的ROM要做處理。原則是萬一程序落到這里可以自恢復。
