单片机开发中如何做EMC测试以减少噪声干扰

随着半导体和封装技术的发展，电子元件的尺寸不断缩小，与较大尺寸的单片机（MCU）相比，这些较小的MCU承受电磁干扰的能力也有所降低。因此，在设计开始时就必须考虑设计在噪声环境下可以承受一定程度的抗扰性的电子设备的重要性。

对新的单片机方案进行开发，其周期始于规格定义、电路设计、组件选择、印刷电路板设计、原型制作、可靠性和EMC测试、市场测试以及最终产品发布。

在设计阶段，EMC考虑和解决方案的成本最低，并且在产品投放市场后将呈指数级增长。如果设备由于市场上的电磁干扰而发生故障，则必须通过使用更昂贵的解决方案（例如独立的过滤器或屏蔽罩等）现场解决，如果它是一个主要缺陷，则甚至会从市场上召回。因此，在设计阶段考虑EMC设计非常重要。以下是设计任何电子设备时可能要考虑的一些技巧。

一、单片机设计组件选择

所使用的组件应尽可能采用无引线类型，而不是引线类型，因为引线类型在高频下具有更多的寄生效应和电容效应。优选表面贴装电阻器、电容器、电感器和其他SMT组件。

MCU的选择基于制造商的保证和规范，即在设备设计中考虑了EMC方面。例如，在端口的输入端内置钳位二极管，以减少静电放电对端口的影响。

二、单片机方案的印刷电路板设计

1.将每个组件尽可能地靠近放置，因为这将减少环路和走线，因此寄生电感和电容电感将减少。一旦暴露于电流，电压或电磁通量的变化中，每个回路或轨道将辐射并吸收能量。

2.晶体或陶瓷振荡器应尽可能靠近单片机放置。用于将谐振器连接到时钟的轨道应尽可能短且闭合。

3.尽量不要在MCU和PCB之间使用任何插座。使用插座会在电路中引入寄生电感和电容。

4.在每个集成电路的电源（VCC-接地）两端使用0.1uF陶瓷电容器作为高频去耦设备。电容器应放置在尽可能靠近集成电路的位置。

5.不使用的MCU的IO端口应接地或通过高阻抗电阻（100-200kΩ）连接到VCC。这是为了减少未使用端口上的电压尖峰的影响，该电压尖峰可能会导致MCU读取错误的逻辑。

6.将数字和模拟轨道分开接地。

7.最好在MCU下方放置一个较大的地面，以创建一个稳定的储罐，将噪声转移到地面。

8.在关键应用中，请使用复位IC，一旦电源降至某个水平以下，该IC就会复位电路。

9.通过使用大型滤波电容器和旁路陶瓷电容器，并确保波动最小（小于100mV），应为系统供电稳定。

三、单片机设计软件注意事项

1.尽可能尝试在软件循环中定期重新配置端口配置，计时器配置和其他寄存器。在嘈杂的环境中，寄存器的设置可能会翻转并从输入更改为输出，反之亦然。

2.在MCU的RAM中放置一定的值，并定期检查其完整性。如果值改变，则意味着噪声改变了值，其余RAM的完整性值得怀疑。你可以决定将RAM重置为预定值。

3.使用具有硬件复位看门狗功能的MCU。计时器例程放置在软件的特定部分中，它将在特定时间刷新。如果未更新，则表示程序已失控，应触发硬件重置。

4.未使用的内存应使用“1111……”或“0000……”填充。

5.未使用的程序存储器应填充为NOP（无操作）指令代码。这是为了确保如果MCU的程序计数器已损坏并跳到程序存储器的这些区域，它将不会以无限循环结尾。

以上就是英锐恩单片机开发工程师分享的有关在单片机开发中减少噪声干扰的方法。英锐恩专注单片机应用方案设计与开发，提供8位单片机、16位单片机、32位单片机、运算放大器和模拟开关。