單片機(jī)電路板或者PLC系統(tǒng)中增強(qiáng)抗干擾能力的一些辦法

ID:63113 · 發(fā)表于 2018-10-20 12:28

文-沙鷗 2018-10-20
前方迷途太多
堅(jiān)持才能灑脫
走出黑暗就能逍遙又快活
最近在上下班開(kāi)車(chē)的途中，有兩次見(jiàn)到小狗在車(chē)來(lái)車(chē)往的路上亂串，我不知道小狗為什么會(huì)闖入這么危險(xiǎn)的馬路，可是一旦置于路中間，它的命運(yùn)只能聽(tīng)天由命了，它是很慌張的，迎面而來(lái)一輛輛車(chē)，司機(jī)也很慌張，減速并使勁鳴喇叭，但是小狗聽(tīng)到如此尖銳的警示似乎更加慌張，沒(méi)有任何思索就朝一個(gè)看似空曠安全的位置跑去，可是它不知的是，這個(gè)位置恰好又有一輛車(chē)在快速地靠近它，準(zhǔn)備碾壓它，路上的司機(jī)都是有愛(ài)心的，非常善意地減速，小狗非常僥幸地逃過(guò)一次次劫難，可是不知道它是否能每次都這么幸運(yùn)。我不知道小狗來(lái)自哪里本打算去哪里，我想它本是不想進(jìn)入這么危險(xiǎn)地帶的，可能是馬路中間有食物誘惑的干擾，或許有來(lái)自路人恐嚇的擾亂，總之，它沒(méi)有抵抗住各種各樣的干擾才讓自己陷入可能隨時(shí)殞命的危險(xiǎn)之中。
現(xiàn)在設(shè)計(jì)做得越多，就越來(lái)越感覺(jué)產(chǎn)品抗干擾的能力是很關(guān)鍵。之前在做一個(gè)清洗設(shè)備的時(shí)候，需要使用顯示屏進(jìn)行參數(shù)顯示。最開(kāi)始選用的OLED和LCD顯示屏，空載運(yùn)行的時(shí)候一切正常，可是一旦啟動(dòng)加熱或者啟動(dòng)水泵的時(shí)候，屏幕受到干擾變得非常糟糕，顯示亂碼或者白屏，幾經(jīng)周折，最終改進(jìn)使用一款觸摸屏問(wèn)題才得以解決。由此可見(jiàn)，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的時(shí)候，抗干擾能力是非常重要，如果不加考慮則有很大的可能導(dǎo)致產(chǎn)品全線(xiàn)失敗。本文就介紹一些來(lái)自別人和自己在實(shí)踐中積累的電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)的抗干擾策略，希望有幫助。

●單片機(jī)電路板的抗干擾策略
之前另一個(gè)客戶(hù)，來(lái)自制造業(yè)的一個(gè)大型公司，需要對(duì)車(chē)間機(jī)床的刀頭的微小偏移量進(jìn)行檢測(cè)報(bào)警，這個(gè)偏移量是10微米級(jí)。這么高精度微距測(cè)量其實(shí)也沒(méi)有什么問(wèn)題，其實(shí)我所擔(dān)憂(yōu)的是，車(chē)間里面有很多電機(jī)、高低壓電氣柜等產(chǎn)生強(qiáng)干擾的設(shè)備，如電磁干擾、振動(dòng)等因素，假如是用單片機(jī)做的控制器在抗干擾能力上將是一個(gè)很大的問(wèn)題，為了解決這一個(gè)問(wèn)題，咨詢(xún)廠家、查閱資料，得出了一點(diǎn)點(diǎn)的增強(qiáng)抗干擾能力的措施。
屏蔽
一般可以選擇將電路板安裝在金屬盒子里面，如可能，再用導(dǎo)線(xiàn)一頭接在盒子，另一頭接地，由于金屬盒子的屏蔽作用，這會(huì)在一定程度上減少電磁干擾的影響。
電源濾波
對(duì)一個(gè)單片機(jī)電路板來(lái)說(shuō)，電源質(zhì)量是電路板可靠性的很關(guān)鍵的一個(gè)因素，所以，一般對(duì)電源多做兩級(jí)穩(wěn)壓濾波是一個(gè)增強(qiáng)電路板抗干擾能力的有效方法。舉個(gè)例子，假如要將12VDC的輸入的開(kāi)關(guān)電源轉(zhuǎn)換為單片機(jī)需要的5VDC，可以用7809將輸入的12VDC電源穩(wěn)壓并濾波至9VDC，再用7805將輸入的9VDC電源穩(wěn)壓并濾波至5VDC,再將單片機(jī)的VCC和GND引腳之間并聯(lián)匹配的濾波電容，一般這樣就可以增強(qiáng)單片機(jī)電源的質(zhì)量，增強(qiáng)電路板的抗干擾能力。

圖 1 單片機(jī)電路板電源降壓濾波參考電路
引腳加電容
在單片機(jī)的輸入輸出引腳與地線(xiàn)之間增加33-100pf的電容，在一定范圍之內(nèi)可以防止單片機(jī)的引腳被電磁場(chǎng)異常干擾。假如是高速的輸出輸入，可以使用小于33pf的電容。
使用看門(mén)狗
單片機(jī)在受到干擾時(shí)，內(nèi)部運(yùn)行的程序容易跑飛，可能會(huì)進(jìn)入不可預(yù)知的死循環(huán)，此時(shí)可以使用看門(mén)狗功能進(jìn)行復(fù)位使程序恢復(fù)正常。但是，看門(mén)狗不是所有設(shè)計(jì)中都適用，在需要狀態(tài)保持記憶、順序操作的應(yīng)用中則需要慎用或者不能使用看門(mén)狗功能。

●PLC系統(tǒng)抗干擾
PLC本身就具備一定的抗干擾能力，但是假如在設(shè)計(jì)或者工程中再在抗干擾方面有考慮將會(huì)使系統(tǒng)變得更加可靠。以下介紹的PLC系統(tǒng)抗干擾策略來(lái)自于一本參考書(shū)籍，本處分享出來(lái)希望有幫助。

圖 2

圖 3

圖 4
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單片機(jī)電路板或者PLC系統(tǒng)中增強(qiáng)抗干擾能力的一些辦法

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