單片機電路板或者PLC系統中增強抗干擾能力的一些辦法

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ID:63113 發表于 2018-10-20 12:28 | 只看該作者 |只看大圖回帖獎勵

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文-沙鷗 2018-10-20
前方迷途太多
堅持才能灑脫
走出黑暗就能逍遙又快活
最近在上下班開車的途中，有兩次見到小狗在車來車往的路上亂串，我不知道小狗為什么會闖入這么危險的馬路，可是一旦置于路中間，它的命運只能聽天由命了，它是很慌張的，迎面而來一輛輛車，司機也很慌張，減速并使勁鳴喇叭，但是小狗聽到如此尖銳的警示似乎更加慌張，沒有任何思索就朝一個看似空曠安全的位置跑去，可是它不知的是，這個位置恰好又有一輛車在快速地靠近它，準備碾壓它，路上的司機都是有愛心的，非常善意地減速，小狗非常僥幸地逃過一次次劫難，可是不知道它是否能每次都這么幸運。我不知道小狗來自哪里本打算去哪里，我想它本是不想進入這么危險地帶的，可能是馬路中間有食物誘惑的干擾，或許有來自路人恐嚇的擾亂，總之，它沒有抵抗住各種各樣的干擾才讓自己陷入可能隨時殞命的危險之中。
現在設計做得越多，就越來越感覺產品抗干擾的能力是很關鍵。之前在做一個清洗設備的時候，需要使用顯示屏進行參數顯示。最開始選用的OLED和LCD顯示屏，空載運行的時候一切正常，可是一旦啟動加熱或者啟動水泵的時候，屏幕受到干擾變得非常糟糕，顯示亂碼或者白屏，幾經周折，最終改進使用一款觸摸屏問題才得以解決。由此可見，在產品設計的時候，抗干擾能力是非常重要，如果不加考慮則有很大的可能導致產品全線失敗。本文就介紹一些來自別人和自己在實踐中積累的電子產品設計的抗干擾策略，希望有幫助。

●單片機電路板的抗干擾策略
之前另一個客戶，來自制造業的一個大型公司，需要對車間機床的刀頭的微小偏移量進行檢測報警，這個偏移量是10微米級。這么高精度微距測量其實也沒有什么問題，其實我所擔憂的是，車間里面有很多電機、高低壓電氣柜等產生強干擾的設備，如電磁干擾、振動等因素，假如是用單片機做的控制器在抗干擾能力上將是一個很大的問題，為了解決這一個問題，咨詢廠家、查閱資料，得出了一點點的增強抗干擾能力的措施。
屏蔽
一般可以選擇將電路板安裝在金屬盒子里面，如可能，再用導線一頭接在盒子，另一頭接地，由于金屬盒子的屏蔽作用，這會在一定程度上減少電磁干擾的影響。
電源濾波
對一個單片機電路板來說，電源質量是電路板可靠性的很關鍵的一個因素，所以，一般對電源多做兩級穩壓濾波是一個增強電路板抗干擾能力的有效方法。舉個例子，假如要將12VDC的輸入的開關電源轉換為單片機需要的5VDC，可以用7809將輸入的12VDC電源穩壓并濾波至9VDC，再用7805將輸入的9VDC電源穩壓并濾波至5VDC,再將單片機的VCC和GND引腳之間并聯匹配的濾波電容，一般這樣就可以增強單片機電源的質量，增強電路板的抗干擾能力。

圖 1 單片機電路板電源降壓濾波參考電路
引腳加電容
在單片機的輸入輸出引腳與地線之間增加33-100pf的電容，在一定范圍之內可以防止單片機的引腳被電磁場異常干擾。假如是高速的輸出輸入，可以使用小于33pf的電容。
使用看門狗
單片機在受到干擾時，內部運行的程序容易跑飛，可能會進入不可預知的死循環，此時可以使用看門狗功能進行復位使程序恢復正常。但是，看門狗不是所有設計中都適用，在需要狀態保持記憶、順序操作的應用中則需要慎用或者不能使用看門狗功能。

●PLC系統抗干擾
PLC本身就具備一定的抗干擾能力，但是假如在設計或者工程中再在抗干擾方面有考慮將會使系統變得更加可靠。以下介紹的PLC系統抗干擾策略來自于一本參考書籍，本處分享出來希望有幫助。