浅谈单片机的辐射.

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一种基于单片机的电磁辐射检测系统

一种基于单片机的电磁辐射检测系统

An e l e c t r o ma gn e t i c r a di a t i o n de t e c t i o n s ys t e m ba s e d o n s i ng l e - c hi p m i c r o c omput e r
J i a n g B i n ,Y a n g Me n g j i e
( D e p a r t m e n t o f ma n a g e m e n t& i n f o r ma t i o n T e c h n o l o g y ,N a n t o n g v o c a t i o n& t e c h n i c a l s h i p p i n g c o l l e g e ,N a n t o n g ,J i a n g s u 2 2 6 0 0 0 ,C h i n a )
计 算机 时代 2 0 1 3年 第 Nhomakorabea1 1 期
・ 9 ・

种基 于单片机 的 电磁辐射检测 系统
姜 彬 。杨孟 杰
( 南通航运 职 业技 术 学院 管理信 息 系,江 苏 南通 2 2 6 0 0 0 )
摘 要 :介绍 了一种基 于单 片机 的 电磁辐射检 测 系统。该 系统能感应 、 检测笔记本 电脑 、 电磁炉等常 用电子 电器产品使 用过程 中产 生的电磁 辐射信号 , 并显示其能量 密度和 场强值 。 当测量值超过 国家标 准值 时 , 系统会发 出报 警声音。电磁
va l ue .Th e s i g n a l s o f t h e e l e c t r o ma g n e t i c r a di a t i o n a r e r e c e i v e d by t h e i n d u c t i o n a nt e n n a o f t h e s y s t e m,p r o c e s s e d b y he t d e t e c t i n g , il f t e r i n g a n d a mp l i f yi n g nd a c o n ve r t e d by ADC.Th e v a l u e s o f t h e ADC c o n v e r s i o n i s r e a d b y s i n g l e c h i p mi c r o c o mp u t e r ,a n d t h e n he t v a l u e s o f he t r e l a t e d p a r a me t e r s a b o u t t he e l e c ro t ma g n e t i c r a d i a t i o n a r e o b t a i n e d.Th e s y s t e m h a s c h a r a c t e r i s t i c s s u c h a s l o w p o we r c o n s u mp t i o n, l o w c o s t ,c o n v e n i e n t a n d r a pi d me a s u r e me n t e t c . Th e e x p e r i me n t a l r e s ul t s s h o w t h a t t he s ys t e m C n d a i s p l a y he t r e l e v a nt p a r a me t e r s o f he t e l e c t r o ma g n e t i c e n v i r o n me n t q ui c k l y ,a nd ha s s o me r e f e r e nc e s a n d p r a c t i c a l v a l u e s f o r he t e v a l u a t i o n

单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术

单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术

单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术单片机硬件设计中的电磁兼容性(EMC)与干扰抑制技术引言在现代电子设备中,单片机(Microcontroller Unit,MCU)起到了至关重要的作用。

单片机的硬件设计必须考虑电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)和抑制干扰的技术。

本文将介绍单片机硬件设计中的EMC兼容性和干扰抑制技术,包括电磁干扰的来源、EMC设计要求、常用的干扰抑制技术以及正确的布线和接地技巧。

一、电磁干扰的来源电磁干扰可以由各种外部和内部因素引起。

以下是一些常见的电磁干扰来源:1. 射频辐射:包括无线通信、雷达或其他射频电源等设备产生的电磁波。

2. 电源线干扰:来自交流电源线的噪声,如谐波和干扰信号。

3. 开关电源:开关电源高频噪声会通过电源线和地线传播到其他电子设备中。

4. 过电压和静电放电:电气设备的开关、电磁阀等在操作时可能产生过电压和静电放电。

5. 瞬态电压:包括闪电击中电力线、开关电源的瞬态电压等。

二、EMC设计要求为了满足EMC设计要求,单片机硬件设计应考虑以下方面:1. 辐射和传导:抑制电磁辐射和传导干扰,以确保设备不会对其他设备产生干扰。

2. 抗干扰:增强设备的抗干扰能力,使其能够正常工作并受到外部干扰的影响较小。

3. 地址线、数据线和控制线的布局:合理的布局可以减少交叉耦合和串扰,降低电磁干扰。

4. 接地:良好的接地设计可以降低共模噪声和差模噪声,提高设备的抗干扰能力。

5. 输入输出端口的保护:通过使用适当的保护电路来保护单片机的输入输出端口,防止它们受到外部电磁干扰的损坏。

三、干扰抑制技术1. 滤波器:采用适当的滤波器可以抑制进入单片机的高频噪声。

常见的滤波器包括RC滤波器和LC滤波器。

2. 屏蔽:通过在关键部件周围添加屏蔽罩或屏蔽层,可以有效地防止电磁波的干扰。

3. 地线设计:良好的接地设计可以减少回路的回流电流,降低共模噪声,并提高设备的抗干扰能力。

EE80C196KC20单片机γ辐射总剂量效应

EE80C196KC20单片机γ辐射总剂量效应

剂量率条件下研究了电离辐射 的失效模式和敏感参数。 实验获得 了单片机 的失效 阈值 , 得到了功耗电流 、 I / 出、P O输 WM 输 出随总剂量的变化规律 ,从工艺和 电路结构分析了敏感参数变化 的物理机理 ,对抗辐 射加固设计有重要意义 。 关键词 :电离辐射 ;微处理器 ;功耗 电流;电平漂 移 中图分类号:T 3 ;T 9 N4 1 N7 2 文献标 志码 :A 文章编号:10 —9 1(0 0 O02 .5 0 06 3 2 1 )S .5 80
s o t a h u pl u r nta d o t u o t g f I0 r n h w h tt e s p y c re n u p t v la e o / po t a d PW M h n r u o a c a ge ve s s t tl inii g do e r g a l.Th e r d to c a s wa s us e s o itd t a rc to o zn s e ulry e d g a a i n me h nim sdic s d a s ca e wi f b ia i n h
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esd 辐射单片机复位

esd 辐射单片机复位

esd 辐射单片机复位ESD(Electrostatic Discharge)辐射对于单片机的影响是不容忽视的,其中一个重要的影响就是可能引起单片机复位。

本文将从ESD辐射对单片机的影响机制、防护措施以及复位问题展开讨论。

一、ESD辐射对单片机的影响机制ESD辐射是由于静电电荷在两个物体间的放电过程中产生的电磁辐射。

当人体或其他带电体靠近单片机时,可能会在单片机的引脚或外设上积累静电电荷,一旦达到临界值,就会导致ESD放电。

这种放电会产生高能冲击波,对单片机内部电路造成瞬态电压的干扰。

这种干扰可能会导致单片机复位,甚至引起永久性损坏。

二、防护措施为了防止ESD辐射对单片机的影响,需要采取一系列的防护措施。

1. 选择合适的封装封装是单片机对外的接口,不同的封装有不同的抗ESD能力。

通常,QFP(Quad Flat Package)封装的单片机具有较好的ESD耐受能力,而DIP(Dual In-line Package)封装的单片机则相对较差。

因此,在设计中应优先选择具有较好ESD耐受能力的封装。

2. 引脚布局优化合理的引脚布局可以降低ESD辐射对单片机的影响。

应将引脚分为不同的区域,避免高速信号引脚与低速信号引脚相邻。

同时,应尽量减少引脚的长度,以降低ESD电流的传播速度。

3. 增加保护元件在单片机的引脚与外部世界连接的地方,可以增加ESD保护二极管或者ESD保护芯片。

这些保护元件可以将ESD电流引导到地,保护单片机不受ESD辐射的影响。

4. 地线设计良好的地线设计可以有效地减小ESD辐射对单片机的影响。

在布线时,应尽量减少地线的长度,增加地线的宽度,以降低ESD电流通过地线时产生的电压降。

5. 防护层在单片机的外部引脚上涂覆一层ESD防护涂料,可以有效地吸收ESD辐射,降低对单片机的影响。

三、单片机复位问题ESD辐射可能会导致单片机复位,这是由于ESD放电引起的瞬态电压干扰导致单片机内部电路异常工作,进而触发复位电路。

X射线不同方向辐照80C196KC20单片机研究

X射线不同方向辐照80C196KC20单片机研究

#" 实验结果分析
0 0 在实验过程中, 单片机固定在电路板上面, 单片机灵
)CD# !0 *EFFGHI JK $CLFJ(FJLG%%JF MCIN CHLCOGHIPQ OCFGLICJH JK 58FP@ 图 !0 单片机工作电流随 5 射线不同入射方向的变化
敏区是在器件中间很小的区域, 外面是一定厚度的封装材料, 灵敏区尺寸与封装材料尺寸相比可以忽略, 具体 经过的衰减材料情况如图 T 所示。封装外壳和电路板厚度相当, 均为硬塑料, 主要化学成分基本相同, 因此对 5 射线的衰减系数基本相同。在 3"1 方向上, 单片机侧面的封装外壳比正入射方向厚得多。 0 0 从上面的材料结构可以看出, 5 射线从不同方向入 射时经过的材料厚度是不一样的。从 "1 到 3"1 方向变化 时, 5 射线穿过的厚度逐渐增加, 厚度满足 # $ #" % LJ%! (&) ( 入射方向 式中: #" 是垂直入射时的厚度; ! 是入射角度 和器件表面法线之间的夹角) , 在 3"1 以内变化。在 3"1 方向时, 厚度是侧面到灵敏区的厚度; 在 &4"1 时, 厚度为 电路板加上芯片正面封装材料的厚度。
! ! 单片机 B*9"#CF9 的运行, 需要满足其最小需求, 才能够保证其正常工作。在单片机上加上晶振电路、 复 位电路以及电源, 就构成了一个单片机最小系统。其组成结构如图 " 所示。
<IJ( "! ;IKILML NONP=L &Q B*9"#CF9$* LIRS&TS&R=NN&S 图 "! B*9"#CF9$* 单片机最小系统图

一种基于单片机的电磁辐射检测系统

一种基于单片机的电磁辐射检测系统

一种基于单片机的电磁辐射检测系统作者:姜彬杨孟杰来源:《计算机时代》2013年第11期摘要:介绍了一种基于单片机的电磁辐射检测系统。

该系统能感应、检测笔记本电脑、电磁炉等常用电子电器产品使用过程中产生的电磁辐射信号,并显示其能量密度和场强值。

当测量值超过国家标准值时,系统会发出报警声音。

电磁辐射信号由系统感应天线接收,经检波、滤波和放大电路处理送模数转换芯片转换。

转换后的值由单片机读入,经代入相关公式计算得出电磁辐射相关参数值。

系统具有功耗少、成本低、测量便捷等特点。

实验结果证明该系统可快速显示电磁辐射相关参数,对电磁环境评估有一定的参考和实用价值。

关键词:单片机;电磁辐射;数模转换芯片;能量密度中图分类号:TP368.2 文献标志码:A 文章编号:1006-8228(2013)11-09-030 引言电磁辐射,是一种复合的电磁波,以相互垂直的电场和磁场随时间的变化而传递能量,这些能量是由电荷运动所产生的,日益危害着人们的健康。

由电荷运动产生的电力广泛应用于人类的生产和生活中,人类不可避免地被各种能量的电磁辐射包围着。

国外大量研究表明,电磁辐射对人体的伤害通常是负面的。

电磁辐射污染已成为继大气污染、水污染和噪音污染之后的人类第四大环境污染[5],联合国人类环境大会已将其列入必须控制的主要污染物之一[6]。

随着人们健康意识和环保意识的不断增强,研究开发一款检测电磁辐射的系统来显示电磁辐射量十分必要,这样人们可以根据国家制定的电磁辐射相关标准值来判断是否必要采取一定的防护措施。

本文介绍一种基于单片机的电磁辐射检测系统,采用单片机对电磁辐射相关参数进行处理,具有速度快,准确度高,性价比高等特点,实验结果表明该系统有一定的实用价值。

1 总体设计及工作原理基于单片机的电磁辐射检测系统由硬件和软件两部分组成。

硬件部分主要由感应天线部分、检波滤波和放大部分、数模转换部分、AT89S52单片机控制部分、显示和报警部分等组成。

EE80C196KC20 单片机γ 辐射总剂量效应

EE80C196KC20 单片机γ 辐射总剂量效应

第44卷增刊 原 子 能 科 学 技 术 V ol. 44, Suppl. 2010年9月 Atomic Energy Science and Technology Sep. 2010收稿日期:2010-05-11;修回日期:2010-06-09作者简介:金晓明(1985—),男,湖北当阳人,博士研究生,核技术及应用专业EE80C196KC20单片机γ辐射总剂量效应金晓明1,2,范如玉1,2,陈 伟2,杨善潮2,林东生2(1. 清华大学 工程物理系,北京 100084;2. 西北核技术研究所,陕西 西安 710024)摘要:建立商用16位单片机EE80C196KC20辐射效应在线测试系统,利用60Co 源在20 rad (Si )/s 的剂量率条件下研究了电离辐射的失效模式和敏感参数。

实验获得了单片机的失效阈值,得到了功耗电流、I/O 输出、PWM 输出随总剂量的变化规律,从工艺和电路结构分析了敏感参数变化的物理机理,对抗辐射加固设计有重要意义。

关键词:电离辐射;微处理器;功耗电流;电平漂移中图分类号:TN431;TN792 文献标志码:A 文章编号:1000-6931(2010)S0-0528-05Gamma Irradiation Induced Total Dose Effectsof EE80C196KC20 Single Chip MicroprocessorJIN Xiao-ming 1, 2,FAN Ru-yu 1, 2,CHEN Wei 2,YANG Shan-chao 2,LIN Dong-sheng 2(1. Department of Engineering Physics , Tsinghua University , Beijing 100084, China ;2. Northwest Institute of Nuclear Technology , Xi’an 710024, China )Abstract: An on-line test system of single chip microprocessor EE80C196KC20 for total ionizing dose radiation effects was presented. The total ionizing dose exposure was performed using a 60Co irradiator at a dose rate of 20 rad(Si)/s. The degradation process and sensitive parameters were investigated in detail. The failure dose threshold was obtained and the results show that the supply current and output voltage of I/O port and PWM change versus total ionizing dose regularly. The degradation mechanism was discussed associated with fabrication technology and circuit conformation and is significant for radiation hardness assurance.Key words: ionizing irradiation ;single chip microprocessor ;supply current ;voltage shifts随着航天技术和微电子技术的发展,先进的电子系统的应用日益广泛,可靠性和稳定性一直是关注的重点和热点问题。

X射线不同方向辐照80C196KC20单片机研究

X射线不同方向辐照80C196KC20单片机研究

图 2 实 验 装 置 示 意 图
依 据最 小 系统 的需求 进行 制 板 , 单 片机 内部时 钟发 生器 输 入 、 出端 之 间外 接 晶 体 , 外 接 晶 体需 并 联 在 输 且
两 个 电容 , 值 一般选 取在 2 F左右 , 对于 工作 于 1MHz以上 质量 较好 的晶体 都 十分 匹配 。1 F的 电容 其 0p 这 0
Fi. M i m u s se o 0 9 KC2 co o e s r g1 ni m y tm l8 CI 6 0e c m a fe p rme tld vc s g2 k th p o x e i na e ie
图 1 8 C 9KC 0单 片 机 最 小 系 统 图 0 I6 2
文 章 编 号 : 10 —3 2 20 )20 1—3 0 14 2 (0 7 O—3 80
X射 线 不 同方 向辐 照 8 C 9 KC 0单片 机 研 究 0 16 2
牟维兵, 徐 曦
( 国工 程 物 理 研究 院 电 子 工 程 研 究 所 ,四 J 绵 阳 6 1 O ) 中 l 1 2 9 O
维普资讯
第1 9卷
第 2期
强 激 光 与 粒 子 束
HI GH POW ER LAS ER AND PARTI CLE BE M S A
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20 0 7年 2月
维普资讯
第 2期
牟 维 兵 等 :X 射 线 不 同方 向辐 照 8 C 9 KC 0单 片 机 研 究 0 16 2
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和 3 的 电阻提供 了约 0 3ms的复 位 时间 。图 1中元器 件 的参 数 如下 : C OQ . C , z电容值 为 2 F C 电容值 为 0p , 1 F, 电阻值 为 3 外接 晶体 C Y 的频 率 为 2MHz 0 R 0Q, R 。通过 以上参 数 的选 择 , 但 满 足需 远距 离 监 测 的 不

单片机中的电磁兼容性设计技术与应用

单片机中的电磁兼容性设计技术与应用

单片机中的电磁兼容性设计技术与应用电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)是一门关键的工程领域,旨在确保电子设备在电磁环境中能够正常工作,而不会对周围的设备产生不希望的电磁干扰。

在单片机(Microcontroller)应用中,特别需要关注EMC,因为单片机是许多电子设备的核心控制单元。

本文将探讨单片机中的电磁兼容性设计技术与应用,以确保电子系统的可靠性和性能。

## 电磁兼容性简介电磁兼容性是一项涵盖广泛的工程领域,旨在管理电磁波在不同设备之间的传播和互相影响。

单片机系统的EMC设计考虑了以下几个方面:### 1. 辐射和传导干扰辐射干扰是指设备释放电磁辐射,可能对附近的设备造成干扰。

传导干扰是指电磁噪声通过导体传播,影响其他部分电路。

单片机设计中,要降低辐射干扰,通常采用屏蔽和滤波技术。

传导干扰则可以通过地线和电源线滤波器来控制。

### 2. 抗干扰能力为了提高单片机系统的抗干扰能力,可以采用差分信号传输、使用屏蔽线缆,以及在输入和输出端口添加保护电路。

这些措施可以减少外部干扰对单片机的影响。

### 3. 接地和回流正确的接地设计对EMC至关重要。

单片机系统中,需要确保地线是一条低阻抗的回流路径。

维持良好的接地可以降低传导干扰。

## 单片机中的EMC设计技术在单片机应用中,以下技术和方法可用于增强EMC设计:### 1. PCB布局PCB(Printed Circuit Board)布局是EMC设计的关键部分。

将模拟和数字信号线隔离,以减少信号互相干扰。

同时,合理放置和引导地线,减少回流路径的阻抗,有助于降低传导干扰。

### 2. 屏蔽为了降低辐射干扰,可以在单片机和其他敏感部分之间添加屏蔽。

屏蔽可以采用金属罩、金属板或金属化的PCB层。

这有助于限制电磁波的传播,从而减少干扰。

### 3. 滤波滤波器用于减少电源线和信号线上的高频噪声。

在单片机系统中,可使用电源线滤波器和信号线滤波器,以确保电源和输入输出信号的清洁度。

单片机系统中的抗干扰分析及措施

单片机系统中的抗干扰分析及措施

单片机系统中的抗干扰分析及措施单片机系统中的抗干扰分析及措施引言:随着科技的发展,单片机系统在各个领域得到广泛应用,例如汽车电子、家电控制、工业自动化等。

然而,由于外界环境的复杂性,单片机系统常常会受到各种干扰,例如电磁干扰、温度变化、电源噪声等。

这些干扰会严重影响单片机系统的稳定性和可靠性。

因此,对单片机系统中的抗干扰问题进行深入分析,并采取相应的措施来解决这些问题,具有重要的意义。

一、抗电磁干扰分析及措施1.分析电磁干扰是单片机系统中最常见的干扰之一。

在实际应用中,电磁场通常由电源线、开关电源、电机等设备产生,会通过空气传播和电磁波辐射的方式对单片机系统产生干扰。

电磁干扰会导致单片机系统执行指令错误、数据异常等问题。

2.措施a. 优化电路布局:合理布局电路,减少导线的长度和面积,提高电路的抗干扰能力。

b. 打开电源滤波器:在单片机系统的电源输入端接入合适的电源滤波器,以消除电源中的高频噪声。

c. 加装电磁屏蔽:对于特别敏感的单片机系统,可以在其周围部署电磁屏蔽罩,以减少或消除外界电磁场对系统的干扰。

二、抗温度变化分析及措施1.分析温度变化是单片机系统中常见的环境因素之一。

随着环境温度的变化,单片机系统的元器件参数、晶体管的工作温度会发生变化,进而影响系统的性能和稳定性。

2.措施a. 选择温度稳定性较好的元器件:在设计单片机系统时,可以选择具有较好温度稳定性的元器件,以减少温度变化对系统的影响。

b. 控制系统温升:合理的散热设计可以有效控制单片机系统的温度变化,减少温度对系统的影响。

c. 采用温度补偿技术:通过在系统中添加温度感知器,实时监测温度变化,并根据变化情况对系统进行相应的补偿,以提高系统的稳定性。

三、抗电源噪声分析及措施1.分析电源噪声是单片机系统中常见的噪声源。

电源噪声来自于电源线的交变电压以及其他电器设备的电源,会对单片机系统产生不稳定的供电环境,进而影响系统的性能和稳定性。

2.措施a. 加装电源滤波器:在电源输入端接入适当的滤波器,以消除电源中的高频噪声,保证供电的稳定性。

单片机的干扰因素及抗干扰措施

单片机的干扰因素及抗干扰措施

单片机的干扰因素及抗干扰措施作者:闫曼来源:《中国科技博览》2014年第03期[摘要]本文通过对单片机系统干扰的分析,指出其危害性,并在此基础上对常见的抗干扰措施进行了归纳和总结。

[关键字] 单片机抗干扰中图分类号: TP368.1 文献标识码:A随着现代微电子技术的迅猛发展,单片机以期体积小、价格低、智能化高、价格便宜,进而得到了广泛的应用,在应用的同时对其可靠性的要求也越来越高,而抗干扰是决定可靠性高低的重要指标之一。

但是,由单片机构成的工控装置所处的工作环境比较恶劣,干扰因素较多,因此必须采取抗干扰措施才能保证装置的正常运行。

1、单片机系统干扰及其危害干扰就是叠加在有用信号上的不需要的信号,是影响电路正常工作的另一种噪声。

在各种实际环境中,干扰总是存在的,这些干扰能降低电子系统的准确性甚至破坏其可靠性。

干扰的分类有好多种,通常可以按照噪声产生的原因、传导方式、波形特性等等进行不同的分类。

按照产生原因分:放电噪声音、高频振荡噪声、浪涌噪声。

按传导方式可分为:共模噪声和串模噪声。

按波形分为:持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等等。

1.1单片机系统的主要干扰原因1.1.1 电源线中的高频干扰高频电源、交流电源、强电设备产生的电火花、晶闸管的通断甚至雷电,都能产生电磁波,从而成为造成一定程度的电磁干扰。

当距离较近时,电磁波会通过分布电容和电感耦合到信号回路而形成电磁干扰;当距离较远时,电磁波以辐射的形式构成干扰。

1.1.2 感性负载产生的瞬变噪声干扰在单片机的应用系统中,常用的元件及设备如继电器、电动机、电磁阀等均具有较大电感量。

当电感回路的电流被切断时,会产生很大的反电势而形成噪声干扰。

这种干扰不仅能产生电磁场,而且还可能击穿电路中晶体管。

1.1.3噪声电压干扰在直流电源回路中,负载的变化会引起电源噪声,例如在数字电路中,当电路从一个状态转变为另一种状态时,就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流,形成瞬变的噪声电压。

基于51单片机的微波辐射计数控单元设计与实现 (1)

基于51单片机的微波辐射计数控单元设计与实现 (1)

基于51单片机的微波辐射计数控单元设计与实现 (1)微波辐射计是用微波进行遥感,从而对地物进行探测的微波接收机,在探测大气、海洋、植被和土壤等方面有广泛应用,而数据处理与控制单元作为微波辐射计的重要组成部分,承担了所有的驱动及控制功能,对时序及精度要求十分严格。

由于系统对可靠性要求较高,故采用单片机作为220 GHz微波辐射计数控单元的核心,通过精确的时序控制,实现了数据采集、天线控制、状态提取、串口通信等功能。

同时,该数控单元具有功耗低,采样精度高,接口简便等特点。

1 系统结构微波辐射计结构框图,由检波器输出的模拟信号通过数控单元实现数据采集及传输、显示与数据处理等功能,并对系统时序、上下电等进行控制,在辐射计的设计中处于重要位置。

1.1 数控单元硬件结构系统由单片机、高速A/D转换器、程序存储器ROM、高速静态RAM、读写控制电路、通信电路等部分组成,。

通过锁存器实现地址总线和数据总线的复用,同时,RAM的读写由读写控制电路来实现。

数控单元采用Atmel公司的AT89C51单片机作为控制器,具有4 KB闪存ROM,128 B RAM,支持电擦除1 000次,选择工作频率为11.059 6 MHz。

同时采用AT28C256扩展程序存储器ROM为256 KB,IDT71256扩展数据存储器RAM 为256 KB,通过锁存器54HC573进行分时复用。

数据采集部分采用AD公司的16位并行模数转换器AD976A,采样速率可达200 KSPS。

该高速A/D采用电荷重分布技术进行逐次逼近型模/数转换,因而不必外加采样保持器。

电压输入范围为-10~+10V,分辨率高,可做到16位不失码,满足微波辐射计数控精度要求。

AT89C51串行口输出为TTL电平。

为使其与PC机标准RS 232串口通信,系统选用MAX232电平转换芯片。

1.2 硬件设计与实现1.2.1 数据采集单片机初始化完毕后,通过片选信号选中A/D转换器,把RAM的控制权交给采集电路。

单片机 电磁 干扰 复位

单片机 电磁 干扰 复位

单片机电磁干扰复位电磁干扰是指在电子设备中由于电磁场的存在而引起的电压和电流的异常现象。

单片机作为一种常用的电子元件,也会受到电磁干扰的影响。

当单片机受到电磁干扰时,其工作状态可能会发生异常,甚至导致系统崩溃或复位。

电磁干扰对单片机的影响主要体现在两个方面:辐射干扰和传导干扰。

辐射干扰是指电磁波通过空气或其他介质传播,直接影响到单片机内部电路的正常工作。

传导干扰是指电磁波通过导线或其他传导介质进入单片机内部电路,从而干扰其正常工作。

辐射干扰主要通过电磁波的电场和磁场对单片机进行影响。

电场干扰会改变单片机内部电路的电势分布,从而导致电路的工作状态发生变化。

磁场干扰则会在单片机内部电路中产生感应电流和感应电势,进而影响单片机的正常工作。

传导干扰主要通过导线或其他传导介质将电磁波引入单片机内部,进而影响其正常工作。

传导干扰的主要途径包括电源线、信号线、地线等。

当电磁波通过这些传导介质进入单片机内部时,会在电路中产生感应电流和感应电势,从而干扰单片机的正常工作。

为了减小电磁干扰对单片机的影响,可以采取以下措施:1. 电磁屏蔽:在单片机周围设置电磁屏蔽罩,可以有效阻挡外部电磁波的干扰。

电磁屏蔽罩可以采用金属材料制作,如铝板、铜板等。

2. 地线设计:合理设计和布局地线,可以有效降低传导干扰。

地线应尽量短而粗,与信号线和电源线分开布置,避免共享同一条地线。

3. 电源滤波:在单片机电源输入端添加滤波电路,可以减小电磁干扰对单片机的影响。

滤波电路可以采用电容、电感等元件组成,用于削弱电源线上的高频噪声。

4. 信号线布局:合理布局信号线,可以减小传导干扰对单片机的影响。

信号线应尽量与电源线和地线保持一定的距离,避免相互干扰。

5. 使用屏蔽线缆:对于需要传输高频信号的线缆,可以采用屏蔽线缆进行传输,以减小电磁干扰的影响。

6. 系统地位分离:将单片机系统的地位与其他电子设备的地位分离,可以减小电磁干扰的传导。

7. 优化PCB布局:合理设计PCB的布局,可以减小电磁干扰对单片机的影响。

单片机系统的电磁兼容性设计详解,看完秒懂!

单片机系统的电磁兼容性设计详解,看完秒懂!

单片机系统的电磁兼容性设计详解,看完秒懂!随着单片机系统越来越广泛地应用于消费类电子、医疗、工业自动化、智能化仪器仪表、航空航天等各领域,单片机系统面临着电磁干扰(EMI)日益严重的威胁。

电磁兼容性(EMC)包含系统的发射和敏感度两方面的问题。

如果一个单片机系统符合下面三个条件,则该系统是电磁兼容的:•对其它系统不产生干扰;•对其它系统的发射不敏感;•对系统本身不产生干扰。

假若干扰不能完全消除,但也要使干扰减少到最小。

干扰的产生不是直接的(通过导体、公共阻抗耦合等),就是间接的(通过串扰或辐射耦合)。

电磁干扰的产生是通过导体和通过辐射,很多电磁发射源,如光照、继电器、DC电机和日光灯都可引起干扰;AC电源线、互连电缆、金属电缆和子系统的内部电路也都可能产生辐射或接收到不希望的信号。

在高速单片机系统中,时钟电路通常是宽带噪声的最大产生源,这些电路可产生高达300 MHz的谐波失真,在系统中应该把它们去掉。

另外,在单片机系统中,最容易受影响的是复位线、中断线和控制线。

01干扰的耦合方式1、传导性EMI一种最明显而往往被忽略的能引起电路中噪声的路径是经过导体。

一条穿过噪声环境的导线可捡拾噪声并把噪声送到其它电路引起干扰。

设计人员必须避免导线捡拾噪声和在噪声引起干扰前,用去耦办法除去噪声。

最普通的例子是噪声通过电源线进入电路。

若电源本身或连接到电源的其它电路是干扰源,则在电源线进入电路之前必须对其去耦。

2、公共阻抗耦合当来自两个不同电路的电流流经一个公共阻抗时就会产生共阻抗耦合。

阻抗上的压降由两个电路决定,来自两个电路的地电流流经共地阻抗。

电路1的地电位被地电流2调制,噪声信号或DC补偿经共地阻抗从电路2耦合到电路1。

3、辐射耦合经辐射的耦合通称串扰。

串扰发生在电流流经导体时产生电磁场,而电磁场在邻近的导体中感应瞬态电流。

4、辐射发射辐射发射有两种基本类型:差分模式(DM)和共模(CM)。

共模辐射或单极天线辐射是由无意的压降引起的,它使电路中所有地连接抬高到系统地电位之上。

瞬时辐射对80C31单片机性能的影响

瞬时辐射对80C31单片机性能的影响

在工业和军事领域广泛使用微处理器作为 个 闭锁路径受寄生晶体管 电流增益影 响, 加 电子系统的控制 中心 , 瞬时 辐射会严重改变 上不 同的分布 电阻, 会出现不 同的闭锁维持 电

微处理器 的输 出特性 , 扰乱 电子系统的工作状
态, 甚至使系统失效 。研究 的 8 C 1 片机微 03单
维普资讯
第2 6卷 第 6期
20 年 06 l 1月
核电子学与探测技术
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周开 明, 泽元 , 谢 杨有莉
( 国工 程物理研究 院电子工程研究所 , 中 四川绵 阳,2 9 0 6 10 )

强电磁脉冲对单片机系统的辐照效应实验研究

强电磁脉冲对单片机系统的辐照效应实验研究

强电磁脉冲对单片机系统的辐照效应实验研究
目前,电磁环境日趋恶劣,电子系统工作的可靠性和安全性受到了严重威胁。

研究在复杂的电磁环境下,特别是在核电磁脉冲(NEMP)、雷电电磁脉冲(LEMP)和高功率微波(HPM)等强电磁环境下,电子系统的电磁兼容性问题显得尤为重要。

为此,石家庄军械工程学院静电与电磁防护研究所申请了国防科技重点实验室基金项目:强电磁脉冲对电子设备的效应和防护技术研究。

单片机系统的效应实验是其重要组成部分。

为有效地进行单片机系统的效应实验研究,专门设计了用于强电磁脉冲效应实验的具有故障自动检测及显示功能的单片机系统,并将其运用于效应实验,对单片机系统在强电磁环境下的效应问题进行了深入研究。

1 强电磁脉冲对单片机系统效应实验的方法及配置
1.1 实验方法
强电磁脉冲对单片机系统效应实验采用辐照法,即将被试系统置于电磁脉冲辐射场中,研究其在电磁脉冲照射下,受干扰、损伤的情况[1]。

1.2 实验设备及对象
实验设备为吉赫横电磁波传输室(GTEM Cell)。

本所的GTEM 室采用崭新的结构设计,具有GHz 的极宽频带,可模拟NEMP 和LEMP 辐射场,其结构示意本效应实验包括八部分:重启动效应实验、“死机”效应实验、控制状态改变效应实验、A/D 转换电路效应实验、串口通讯电路效应实验、读写存储器RAM 效应实验、程序存储器EPROM 效应实验、定时器CTC 电路效应实验。

实验中没有发现芯片的硬损伤及EPROM 内容的改变。

其原因可能与电磁脉冲的强度以及脉宽、前后沿和频带等参数有关。

2.1 重启动效应实验研究。

核电磁脉冲对单片机系统的辐照效应研究

核电磁脉冲对单片机系统的辐照效应研究

核电磁脉冲对单片机系统的辐照效应研究
王书平;刘尚合;侯民胜
【期刊名称】《军械工程学院学报》
【年(卷),期】2002(014)001
【摘要】核爆炸产生的电磁脉冲的"杀伤"范围极广,它可使距离爆心投影点几千公
里的电气设备、电子装备和系统的工作失灵甚至破坏.为了研究它对单片机的各种
效应,利用GTEM室产生的模拟核电磁脉冲,对单片机系统进行了辐照效应实验.实
验表明,单片机系统在核电磁脉冲作用下,会出现"死机"、重启动、控制状态的改变、通讯错误和外部RAM内容改变以及数据采集误差增大等现象.在实验基础上,研究
了单片机系统的各种效应产生的原因.
【总页数】5页(P11-15)
【作者】王书平;刘尚合;侯民胜
【作者单位】军械工程学院静电与电磁防护研究所,河北石家庄,050003;军械工程
学院静电与电磁防护研究所,河北石家庄,050003;军械工程学院静电与电磁防护研
究所,河北石家庄,050003
【正文语种】中文
【中图分类】TL929;TP368.1
【相关文献】
1.强电磁脉冲辐照效应下单片机系统研究 [J], 杜新林
2.强电磁脉冲对单片机系统的辐照效应实验研究 [J], 侯民胜;陈亚洲
3.强电磁脉冲对单片机系统的辐照效应实验研究 [J], 侯民胜;陈亚洲
4.核电磁脉冲对单片机系统的辐照效应研究 [J], 侯民胜;王书平
5.EE80C196KC20型单片机小系统的脉冲γ辐照效应实验研究 [J], 杨善潮;马强;金晓明;李瑞宾;林东生;陈伟;刘岩
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单片机辐射

单片机辐射

单片机辐射
单片机辐射是指单片机工作时产生的电磁辐射。

由于单片机内部的高频时钟信号和高速的信号切换,会产生辐射电磁场。

这种辐射可能对周围的电子设备造成干扰,影响其正常工作。

单片机辐射主要有两种类型:辐射发射和辐射敏感。

辐射发射是指单片机产生的电磁辐射通过天线或导线传播出去,可能会干扰附近的其他电子设备。

辐射敏感是指单片机周围的其他电子设备对单片机产生的辐射信号非常敏感,可能导致其功能出现异常。

为了减少单片机辐射对其他电子设备的干扰,可以采取以下措施:
1.合理布局电路板,尽量减少信号线的长度和走线面积,减少
辐射的机会。

2.使用屏蔽罩或屏蔽材料,将单片机和其他敏感电子设备隔离
开来,减少辐射的传播。

3.使用滤波电路,对单片机产生的高频信号进行滤波处理,减
少辐射干扰。

4.合理选择和设计电源线路,减少电源线的辐射。

另外,为了保证单片机的可靠性和抗干扰能力,也需要在单片机的设计和制造过程中进行电磁兼容(EMC)测试和设计。

通过
合理的电路设计和模拟仿真,可以减少单片机辐射问题的产生。

同时,也可以在开发过程中进行辐射测试,对于存在较大辐射问题的单片机进行改良或选择其他方案。

esd 辐射单片机复位

esd 辐射单片机复位

esd 辐射单片机复位【原创版】目录1.ESD 辐射单片机的概念2.ESD 辐射对单片机的影响3.单片机复位的方法4.ESD 辐射单片机复位的解决方案正文1.ESD 辐射单片机的概念ESD(Electrostatic Discharge,静电放电)辐射单片机是指在受到静电放电辐射影响时,可能导致其性能下降或者损坏的单片机。

静电放电是一种常见的电磁干扰现象,当静电积累到一定程度时,会产生放电现象,形成电磁脉冲,对电子设备造成影响。

2.ESD 辐射对单片机的影响ESD 辐射对单片机的影响主要表现在以下几个方面:(1)数据错误:静电放电可能导致单片机内部的数据被篡改,从而影响设备的正常运行。

(2)程序错误:ESD 辐射可能导致单片机程序运行错误,甚至陷入死循环,使设备失去功能。

(3)硬件损坏:严重的 ESD 辐射可能导致单片机硬件损坏,使设备无法修复。

3.单片机复位的方法单片机复位是指在单片机运行过程中,由于某种原因(如 ESD 辐射)导致程序运行异常时,重新启动单片机以恢复其正常运行。

常见的单片机复位方法有以下几种:(1)软件复位:通过编写一段程序,使单片机重新启动,恢复到正常运行状态。

(2)硬件复位:通过硬件电路设计,使单片机在受到 ESD 辐射等异常信号时,自动进行复位操作。

(3)看门狗定时器:看门狗定时器是一种硬件计时器,当程序运行异常时,看门狗会引发系统复位,使单片机恢复到正常运行状态。

4.ESD 辐射单片机复位的解决方案针对 ESD 辐射单片机的复位问题,可以从以下几个方面进行解决:(1)电磁屏蔽:对单片机及其周边电路进行电磁屏蔽设计,降低 ESD 辐射的影响。

(2)滤波器设计:在单片机的电源输入端设计滤波器,滤除 ESD 辐射带来的高频干扰信号。

(3)接地处理:良好的接地处理可以有效地降低 ESD 辐射对单片机的影响。

(4)软件优化:优化程序设计,提高程序的抗干扰能力,减少 ESD 辐射对单片机的影响。

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浅谈单片机的辐射
基本的电磁骚扰模型如下:
本只考虑单片机作为骚扰源的情况。

CMOS的单片机骚扰源可分为四个主要部分:
1.由内部开关引起的电源和地线之间的电流
As CMOS devices switch, time-varying currents flow on power and ground lines and contribute to both radiated and conducted EMI in several different ways. 在单片机电源和地线上时变的电流是电磁辐射和造成干扰的重要因素。

当单片机内部开关切换的,电流从旁路电容中流入或者流出,这个环路包括旁路电容,到单片机电源脚的PCB 引线,单片机的封装和bond的引线和从单片机地引脚的返回路径。

在这个过程中,电流流过寄生电感(PCB导线,封装和bond线)引起的电压变化也会加剧电磁辐射。

CMOS电流可分为三类:负载电流,穿通电流,和直流电流。

负载电流用于对输出的容性负载进行充电或放电,负载电流是由CVF决定(C:内部负载电容,V是电压,F:控制信号频率)。

负载电流的峰值由内部的Rdson和C 组成的RC电路决定。

穿通电流【重叠电流,短路电流】,是从单片机在切换过程中,PMOS和NMOS同时导通时候,电源到地线的电流。

直流电流:一般是模拟电路的偏置电流,直流电流不会引起电磁辐射。

开关过程中,负载电流和穿通电流同时产生,如果输出的频率确定的话,越大的单片机的Rdson较小,峰值电流就越大。

2.单片机输出电流
外部输出开关电流和内部的开关变化是类似的,只不过返回路径有所不同,从下图看回流路径很大。

3.晶振部分
晶振电路为单片机提供了时钟源,典型的振荡电路如图。

芯片内放大器输出信号到缓冲器,缓冲器再给到单片机内部时钟产生电路。

任何时变电流在各个部分都会形
输入信号一般正弦波形,某些情况下,输入信号可能超过或VDD-VSS。

如果发生这种情况,信号被二极管嵌位。

电容过大也能导致波形的失真,无论是哪种情况,其结果是增加了谐波成分。

放大器与其旁路电容的电流回路是一个潜在的辐射源,由于输入电压波形的变化,由于晶振的Idd电流波形与不同应用相关。

三种输入电压会产生三种不同的电流,晶振信号的散失大小决定了放大器的放大区域。

如果工作在线性区域,Idd包括穿通电流,很多单片机采用低阻抗反向器作为晶振的放大器,这样可以使用任何的晶振,不过导致的结果就是更高的Idd电流和更大的辐射。

4.开关噪声
这个噪声一般称为同步开关噪声SSN。

这里也可参考下面博文的分析:
谈谈旁路和去藕电容-原理部分
上面所说的干扰源可以近似为周期性的梯形脉冲,通过傅立叶变化可查看频率成分。

脉冲:振幅A,宽度T,且上升和下降时间tr和tf。

关于单片机辐射大概就是这些内容了。

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