AT89S51是单片机的一种型号，这种型号下有DIP、PLCC、TQFP等封装。DIP封装的芯片从芯片插座上插拔时应特别小心，以免损坏引脚。51单片机的DIP封装如图2-8所示。图2-8 51单片机的DIP封装a）器件外观 b）器件外观及尺寸图2-8 51单片机的DIP封装（续）c）电路符号 d）焊接剖面51单片机的PLCC封装如图2-9所示。4）芯片面积与封装面积之间的比值较小。......
2023-10-28
干扰基础知识–《51单片机案例笔记》
【摘要】：干扰的基本要素形成干扰的基本要素有三个：1）干扰源。图3-5 干扰源2）传播路径。消灭病原体、切断传播途径、提供易感人群的免疫力是抑制传染病的措施，而抑制干扰源、切断干扰传播路径、提高敏感器件的抗干扰性能是解决干扰问题的基本思路。单片机系统干扰的消除措施要使单片机系统具有良好的抗干扰性能，印制电路板的设计十分关键。应用于工业生产过程的单片机应用系统中，应重点防止供电系统与过程通道的干扰。
（1）干扰的基本要素
形成干扰的基本要素有三个：
1）干扰源。指产生干扰的元器件或设备，通常在电压变化率或电流变化率大的地方，如图3-5所示。如果在控制系统附近存在磁场、电磁场、静电场或电磁波辐射源，就可能通过空间感应，直接干扰系统中的各设备（控制器、驱动接口、转换接口等）和导线，使其中的电平发生变化，或产生脉冲干扰信号。系统附近或系统中的感性负载是最常见的干扰源，它的开、停会引起电磁场的急剧变化，其连接点的火花放电也会产生高频辐射。人体和处于浮动状态的设备都可能带有静电，甚至可能积累很高的电压。在静电场中，导体表面的不同部位会感应出不同的电荷，或导体上原有的电荷经感应而重新分配，这些都将干扰控制系统的正常运行。
图3-5 干扰源
2）传播路径。指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。典型的干扰传播路径是导线传导和空间辐射。电磁干扰就其实际作用于电路的机理有四种传输方式：传导耦合、磁场耦合、电场耦合、电磁场耦合（磁场耦合与电场耦合），如图3-6所示。
图3-6 电磁干扰传输方式
a）传导耦合 b）磁场耦合 c）电场耦合
不同传播方式干扰的传播途径及表现形式见表3-8。
表3-8 不同传播方式干扰的传播途径及表现形式
3）敏感器件。指容易被干扰的对象，如A-D、D-A转换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。
干扰的基本要素缺一不可，其中一个条件不存在，就不可能发生电磁兼容问题。其实，可以把干扰问题与传染病进行类比，任何传染病的爆发、流行，也正需要有这三个要素——病原体、传播途径和易感人群。消灭病原体、切断传播途径、提供易感人群的免疫力是抑制传染病的措施，而抑制干扰源、切断干扰传播路径、提高敏感器件的抗干扰性能是解决干扰问题的基本思路。
（2）干扰的分类
常见干扰的种类见表3-9。(www.chuimin.cn)
表3-9 干扰的种类
电路板内部常见电磁干扰有：
1）平行线效应，即平等导线间存在电感效应、电阻效应、电导效应、互感效应、电容效应。
2）天线效应，即一定形状的导体对一定波长的电磁波可产生发射或接收的天线效应，在高频电路中不能忽视。
3）电磁感应，即磁性元件的影响。
（3）单片机系统干扰的消除措施
要使单片机系统具有良好的抗干扰性能，印制电路板的设计十分关键。一个具有良好的电磁兼容性的印制电路板，必须按高频电路来设计。尽管单片机系统大部分电路的工作频率并不高，但是EMI（电磁干扰）的频率是高的，EMC（电磁兼容性）测试的模拟干扰频率也是高的。因此单片机的印制电路板设计必须考虑高频电路的特点：
1）要有良好的地线层。良好的地线层处处等电位，不会产生共模电阻耦合，也不会经地线形成环流产生天线效应；良好的地线层能使EMI以最短的路径进入地线而消失。建立良好的地线层最好的办法是采用多层板，一层专门用作地线层；如果只能用双面板，应当尽量从正面走线，反面用作地线层，不得已才从反面过线。
2）保持足够的距离。对于可能出现有害耦合或辐射的两根线或两组线要保持足够的距离，如滤波器的输入与输出、光耦的输入与输出、交流电源线与弱信号线等。
3）长线加低通滤波器。走线尽量短，不得已走的长线应当在合理的位置插入电容、RC或LC低通滤波器。
4）除了地线，能用细线的不要用粗线。因为PCB上的每一根走线既是有用信号的载体，又是接收辐射干扰的天线，走线越长、越粗，天线效应越强。
5）单片机印制电路板上不但每一根走线都存在天线效应，每一个元器件也存在天线效应，元器件的导电部分越大，天线效应越强，所以，同一型号芯片，封装尺寸小的比封装尺寸大的天线效应弱。这就解释了许多工程师已经注意到的一个现象：同一装置，采用贴片元器件比采用双列直插元器件更易通过EMC测试。不仅是集成电路芯片，电阻、电容封装也与EMC有关。贴片元器件比非贴片元器件干扰小。
此外，天线效应还与每个芯片的工作电流环路有关。要削弱天线效应，除了减小封装尺寸，还应尽量减小工作电流环路尺寸、降低工作频率和电流变化率。留意最新型号的集成电路芯片（尤其是单片机）的引脚布局会发现：它们大多抛弃了传统方式即左下角为GND、右上角为VCC，而将VCC和CND安排在相邻位置，就是为了减小工作电流环路尺寸。
单片机应用系统的主要干扰渠道还有空间干扰、过程通道干扰、供电系统干扰。应用于工业生产过程的单片机应用系统中，应重点防止供电系统与过程通道的干扰。除此之外，提高单片机本身的可靠性措施还包括降低外时钟频率，采用时钟监测电路与看门狗技术、低电压复位、EFT抗干扰技术、指令设计上的软件抗干扰等几个方面。
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2023-10-28
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2023-10-28
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2023-10-28
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2023-10-28
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2023-10-28
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2023-10-28
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2023-10-28
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