单片机控制系统可靠性硬件设计方法探讨
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29 .
辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报
要 、最 基 本 的要求 ,也 是 当前 研 究单 片 机控 制 系 统 的一个 重要 方 面 。 目前 单 片机 控制 系 统 的可 靠
21 0 2年
电路 .晶体外 壳 接地 ,使 得 其周 围电场 为 零 ,切 断 干扰 路径 ;数 字 电路 、模 拟 电路 和 大功 率 电路 要分 别 进行 一点 接 地 ,然后 在 一点 处将 三者 连接 起 来 .再进行 总 的一点 接地 。
的干扰 :
础 ,选 用 的元器 件是 否 合理 、优 质 ,将 直 接 影 响
到整 个 系统 的性 能 与可 靠性 水 平 ,因此必 须 要精
( )电路板 布 线 的宽 度和 布 线 间隙 要 大 ,减 6 少 导线 上 的 电压对 信号 的影 响 ,同 时减 少布 线 问
的干扰 。电路 板上 的地 线要 尽 可 能地 宽 ,不 小 于
1 控 制 系 统 可 靠 性 设 计 思 想
一
印制 电路 板 的设 计是 否 合理 对单 片机 系统 可
靠运 行 有 着 直 接 的影 响 。在设 计 印刷 电路 板 时 , 主要 考 虑元 件 的布局 。优 化 电路 板设 计 ,通常 从 以下 几个 方 面人手 :
个 单 片 机 控制 系统 可 以划 分 为 人 、硬 件 、
2 1 ,3 ( 6 :2 6 2 7 00 6 3 ) 9-9.
量 是利 用 项 目区土壤 侵蚀 模 数 背 景值 乘 以侵 蚀 面 积 和预 测 时段 所得 。经 预测 。盘 锦辽 滨 疏 港高 速 公 路 项 在 预 测 期 内 土 壤 流 失 背 景 值 为 2 0 .9 , 2 46 t
的水 土 流失 预测 研究 ,对我 省公 路 、铁路 等 线形 工程 的水 土保持 方案 编制 具有 一定 的指 导意 义 。
参 考 文献
[ ] 李 红 月 ,何 建 明 . 宁 省 土 壤 侵 蚀 的 定 量 分 析 [ ]. 土 保 1 辽 J 水 持 研 究 , 19 ,4 ( ) 8 3 . 97 4 :2 — 0 『 1 曾 海 英 .公 路 水 土 流 失 预 测 方 法 研 究 [ ] .山 西 建 筑 , 2 J
[ ] 何 岩 , 何 东 坡 . 路 建 设 中 水 土 流 失 预 测 与 防 治 的 研 究 3 公 []. 方交 通 ,2 0 ( ) 12 . J 北 0 7 1 :2 — 3
Su yo ol oinF rc sigi io igHih yCo sr cinP oet td f iEr s o ea t L a nn g wa n tu t rjc S o n n o
文 章 编 号 :1 0 — 8 2 2 1 ) 1 0 9 0 0 8 3 1 (0 2 0 — 2 — 3
单片机控制 系统可靠性 硬件设计方法探讨
李 靖
( 宁省 交 通 高 等 专科 学 校 ,辽 宁 沈 阳 1 02 ) 辽 1 1 2
摘 要 可 靠 性 是 单 片机 控 制 系统 设 计 开发 中 的 突 出问题 。 系统 的 可 靠 性 是 从 硬 件 和 软 件 两 方 面加 以保 证 的 。硬 件 方 面 电路 结 构 设 计 的 可 靠 性 是 整 个 控 制 系统 可 靠 运 行 的 基 础 .是 主 动 避 错 的 主 要 手 段 。 文 中 主要 探 讨 了 系统 可 靠 性硬 件 设 计 思 想 和 设 计 方 法 , 包括 了元 件 选 择 、 电路 板 设 计 、供
避 错设 计 主要 以抗 干扰 设计 为 Βιβλιοθήκη Baidu容 ,通过 采 取适
当的抗 干扰 措 施 ,使 系统 免受 各 种干 扰 因素 的影 响而 正常 运行 :容 错设 计 则是 针 对一 些 无法 避 免 的错误 ,通 过 合理 的的诊 错容 错 方法 ,使 系统仍
能 正 常运行 。
2 硬 件 可 靠 性 设 计
工程 建 设可 能造 成 的土壤 流 失量 为 3 7 43 t 6 6 .9 ,其 中新 增 土壤 流失 量 为 3 5 97 t 45. 。 0
3 结 语
通 过对 盘锦 区域 已运 营 的 盘海 高 速公 路 的观 测 数 据 进行 分 析及 比对 ,发 现工 程 实 际 的水 土 流 失强 度 与本 文 中预 测 结果 相 吻合 ,说 明 文 中采 用
形紊乱 ,导 致误 动作 等 ;
必 须 适应 人 和工 作环 境 的要 求 。单 片机 系 统可 靠 性设 计 的思 路 主要 以故 障为 核心 ,根据 人 和环 境
的 特性 .分 别从 硬件 、软件 两个 方 面 进行 避错 容
错 设 计 ,提高 系 统 的 可靠 性 能 。在 工 程 实 践 中 ,
3 mm。采 用 4 5度 的折 线 方 法 布 线 ,减 少 高 频 信 号 的发射 产生 干扰 [。 3 3
24 合 理 设 计 电 源 电路 .
的降额 设计 。实验 表 明 ,降额设 计 是 提高 微 机控
制 系统 可靠性 的有效方 法 。
22 合 理 设 计 控 制 系统 的 结 构 .
FU i Je
[ b ta t T eat l nrd c ste cue a dk y rgo so esi eoin i ih y c nt c o A sr c] h r c it u e h a s n e e in ft ol rs nhg wa o s u t n ie o h o r i poe t n d frc s h os l q a ty o oleo in i h o n t o rjc,a oe at te p si e u i fsi rs n tes o o c me “ aj io i ro s b n t o P ni La bn Hab r n Hih a ”poet uigtema e t a mo e i ol r s n q a ta v nls i nn rvne g w y rjc, s t ma cl d l nsi eoi u ni t ea a i i L a igPo ic. n h h i o ti y sn o T e r ce l dsu ss te frc s n to s tru h rc cl c nt c o rjc ,po iig h at l s i se h oeat g me d o g pat a o s u t n poet rvdn i a o c i h h i r i s rfrn e o ae n ol o sra o ih yc nt c o rjc i io ig eee c s r tr dsic nev t ni hg wa o s ut npoet nL a nn . f w a i n ri [ y o d ]Hih y W a r n ol o sra o , ol rs n S iE o inF rc sn Ke w r s g wa , t dS iC nev t n S iE o i , ol rs oe at g ea i o o i
软 件 、环境 4个 子 系统 …。硬件 是单 片机 系统 的
基 础 ,软 件则 是 单片 机 系统 的灵 魂 ;硬 件 、软件
( )按 照单 片机 一 1 时钟 电路 一 复位 电路 的顺 序 放 置 芯 片 和 元 器 件 。布 置 时 要 注 意 时钟 电 路 与 C U 问的布线 为最 短 。 同时要将 晶振 的地线 与其 P 他 的功能 部件 的地 线分 开 ,给 晶振部 分 单独 铺设 覆 铜 。避 免大 电 流从 晶振 电路 流 过 ,引 起 时钟 波
第1卷第1 4 期
20 12 年 2月
辽 宁 省 交 高 等 专 科 学 校 学 报 通
JU O RNA OF I ON NG PROVI AL L L A I NCI
COLLEGE OF COM M UNI CATI ONS
Vo1 1 . 4 No.1 Fe b. 2 0 2 1
心选 择 ,特 别是 控 制 系 统 的 核 心一 单 片机 。在
诸 多 品牌 和系列 中 ,要 选择 抗 干扰 能 力强 、集 成
度 高 、功耗 小 的单 片机 和各 种元 器 件 。选 用 高集 成度 的芯 片 以提高 系统 的 可靠 性是 系统硬 件 设计
的一 个 新趋 势 。在选 用 元器 件 时 ,要 注意 元 器件
) ,女 ,辽 宁锦 州人 ,副 教授 ,硕 士 。研 究方 向 : 自动化 控制 技术 。
利 用 土壤 侵蚀 模 数 计算 出扰 动后 各 单 元 、各 时 段 土壤 流失 总 量 和新 增 流失 量 .其 中背 景 流失
的 预测 方法 是有 效 的 。本文 对 我省 高 速公 路 建设
( )相 同功 能 的元器 件按集 中布置 ; 2 ( )各 功能模 块 的组 件 分 开布 局 ,如 模拟 信 3 号 与数字 信 号 电路 、输入 和 与 出 电路 、发 热元 件
与 温度敏 感元 件尽 可能分 开 布置 : ( )单 片机 和外 围扩展 电路 布置 在一 起 ,以 4 缩 短他们 之 间 的地 址 总线长 度 :
收稿 日期 :2 1 — 0 1 0 1 1— 4
作环 境 恶劣 , 自动控 制 系统 都 是全 天 连续 满 负荷 地 运 行 ,这 样 就要 求 控 制 系统 有 长 时 间 的稳 定 、 可靠运 行 ,所 以可靠 性是 对 单 片机 控 制系 统最 重
作 者 简 介 :李 靖 (9 6 16一
提 高 电源 系统 的供 电质量 ,对提 高 单 片机 系 统安 全可 靠性 是 非常 重要 的 ,因此供 电 电路需 要
采用抗 干 扰措施 ,方 法有 : ( )采 用交 流稳 压器 。 1
控制 系统 的硬件 电路结 构 设计 也 是影 响 系统
可靠 性 的重 要 方 面 ,设 计 系统 硬件 机 构 时要 考虑 各类 元 器件 的工作 速度 要 尽量 匹 配 ,高 速和 低 速
的器 件 不应 该 混用 ;各 类器 件 工作 时 的温 度 特 性
( )采用 电源 滤 波器 ,交 流 电源引 线上 的滤 2
波器 可 以抑制输 人端 的 瞬态干 扰 。 ( )对 于 电源变 压器 ,采 取适 当的屏蔽措施 。 3
2 3 优 化 印 刷 电路 板 设 计 -
性 是从 硬 件 和软件 设计 两 方 面加 以保 证 的 。其 中 硬 件 可 靠 性 设 计 是 基 础 ,软 件 方 面 的设 计 是 补 充 。本 文主 要从 硬件 方 面 ,探讨 确 保单 片 机控 制
系 统可靠 运 行 的方 法措 施 。
电 电源 设 计 、输 入 输 出通 道 设 计 等 方 面 。
关键词 可靠性 ;单片机 ;控制 系统 ;硬件
中 图分 类 号 :T 3 81 P 6. 文 献 标 识 码 :A
据 统 计 ,以单 片 机 为 核 心 的 自动 控 制 系统 , 已经 占各 种 微 机 测 控 系统 的 9 % E。 而 且 工 业 0 2 ] 应用 的微 机控 制 系统 多数 是 安装 在 生 产 现场 。工
21 优 选 高可 靠性 的单 片机 芯片和 元 器件 .
各种 集成 电路 芯 片 和元 器件 是 控制 系 统可 靠 性 设 计 中 的 重 要 环 节 ,也 是 构 成 控 制 系 统 的基
( )元 器件 布局 及 引线 走 向符 合信 号 传 输特 5
性 ,使 电流流 向与 信号 流 向要 一致 ,减 少布 线 问
29 .
辽 宁 省 交 通 高 等 专 科 学 校 学 报
要 、最 基 本 的要求 ,也 是 当前 研 究单 片 机控 制 系 统 的一个 重要 方 面 。 目前 单 片机 控制 系 统 的可 靠
21 0 2年
电路 .晶体外 壳 接地 ,使 得 其周 围电场 为 零 ,切 断 干扰 路径 ;数 字 电路 、模 拟 电路 和 大功 率 电路 要分 别 进行 一点 接 地 ,然后 在 一点 处将 三者 连接 起 来 .再进行 总 的一点 接地 。
的干扰 :
础 ,选 用 的元器 件是 否 合理 、优 质 ,将 直 接 影 响
到整 个 系统 的性 能 与可 靠性 水 平 ,因此必 须 要精
( )电路板 布 线 的宽 度和 布 线 间隙 要 大 ,减 6 少 导线 上 的 电压对 信号 的影 响 ,同 时减 少布 线 问
的干扰 。电路 板上 的地 线要 尽 可 能地 宽 ,不 小 于
1 控 制 系 统 可 靠 性 设 计 思 想
一
印制 电路 板 的设 计是 否 合理 对单 片机 系统 可
靠运 行 有 着 直 接 的影 响 。在设 计 印刷 电路 板 时 , 主要 考 虑元 件 的布局 。优 化 电路 板设 计 ,通常 从 以下 几个 方 面人手 :
个 单 片 机 控制 系统 可 以划 分 为 人 、硬 件 、
2 1 ,3 ( 6 :2 6 2 7 00 6 3 ) 9-9.
量 是利 用 项 目区土壤 侵蚀 模 数 背 景值 乘 以侵 蚀 面 积 和预 测 时段 所得 。经 预测 。盘 锦辽 滨 疏 港高 速 公 路 项 在 预 测 期 内 土 壤 流 失 背 景 值 为 2 0 .9 , 2 46 t
的水 土 流失 预测 研究 ,对我 省公 路 、铁路 等 线形 工程 的水 土保持 方案 编制 具有 一定 的指 导意 义 。
参 考 文献
[ ] 李 红 月 ,何 建 明 . 宁 省 土 壤 侵 蚀 的 定 量 分 析 [ ]. 土 保 1 辽 J 水 持 研 究 , 19 ,4 ( ) 8 3 . 97 4 :2 — 0 『 1 曾 海 英 .公 路 水 土 流 失 预 测 方 法 研 究 [ ] .山 西 建 筑 , 2 J
[ ] 何 岩 , 何 东 坡 . 路 建 设 中 水 土 流 失 预 测 与 防 治 的 研 究 3 公 []. 方交 通 ,2 0 ( ) 12 . J 北 0 7 1 :2 — 3
Su yo ol oinF rc sigi io igHih yCo sr cinP oet td f iEr s o ea t L a nn g wa n tu t rjc S o n n o
文 章 编 号 :1 0 — 8 2 2 1 ) 1 0 9 0 0 8 3 1 (0 2 0 — 2 — 3
单片机控制 系统可靠性 硬件设计方法探讨
李 靖
( 宁省 交 通 高 等 专科 学 校 ,辽 宁 沈 阳 1 02 ) 辽 1 1 2
摘 要 可 靠 性 是 单 片机 控 制 系统 设 计 开发 中 的 突 出问题 。 系统 的 可 靠 性 是 从 硬 件 和 软 件 两 方 面加 以保 证 的 。硬 件 方 面 电路 结 构 设 计 的 可 靠 性 是 整 个 控 制 系统 可 靠 运 行 的 基 础 .是 主 动 避 错 的 主 要 手 段 。 文 中 主要 探 讨 了 系统 可 靠 性硬 件 设 计 思 想 和 设 计 方 法 , 包括 了元 件 选 择 、 电路 板 设 计 、供
避 错设 计 主要 以抗 干扰 设计 为 Βιβλιοθήκη Baidu容 ,通过 采 取适
当的抗 干扰 措 施 ,使 系统 免受 各 种干 扰 因素 的影 响而 正常 运行 :容 错设 计 则是 针 对一 些 无法 避 免 的错误 ,通 过 合理 的的诊 错容 错 方法 ,使 系统仍
能 正 常运行 。
2 硬 件 可 靠 性 设 计
工程 建 设可 能造 成 的土壤 流 失量 为 3 7 43 t 6 6 .9 ,其 中新 增 土壤 流失 量 为 3 5 97 t 45. 。 0
3 结 语
通 过对 盘锦 区域 已运 营 的 盘海 高 速公 路 的观 测 数 据 进行 分 析及 比对 ,发 现工 程 实 际 的水 土 流 失强 度 与本 文 中预 测 结果 相 吻合 ,说 明 文 中采 用
形紊乱 ,导 致误 动作 等 ;
必 须 适应 人 和工 作环 境 的要 求 。单 片机 系 统可 靠 性设 计 的思 路 主要 以故 障为 核心 ,根据 人 和环 境
的 特性 .分 别从 硬件 、软件 两个 方 面 进行 避错 容
错 设 计 ,提高 系 统 的 可靠 性 能 。在 工 程 实 践 中 ,
3 mm。采 用 4 5度 的折 线 方 法 布 线 ,减 少 高 频 信 号 的发射 产生 干扰 [。 3 3
24 合 理 设 计 电 源 电路 .
的降额 设计 。实验 表 明 ,降额设 计 是 提高 微 机控
制 系统 可靠性 的有效方 法 。
22 合 理 设 计 控 制 系统 的 结 构 .
FU i Je
[ b ta t T eat l nrd c ste cue a dk y rgo so esi eoin i ih y c nt c o A sr c] h r c it u e h a s n e e in ft ol rs nhg wa o s u t n ie o h o r i poe t n d frc s h os l q a ty o oleo in i h o n t o rjc,a oe at te p si e u i fsi rs n tes o o c me “ aj io i ro s b n t o P ni La bn Hab r n Hih a ”poet uigtema e t a mo e i ol r s n q a ta v nls i nn rvne g w y rjc, s t ma cl d l nsi eoi u ni t ea a i i L a igPo ic. n h h i o ti y sn o T e r ce l dsu ss te frc s n to s tru h rc cl c nt c o rjc ,po iig h at l s i se h oeat g me d o g pat a o s u t n poet rvdn i a o c i h h i r i s rfrn e o ae n ol o sra o ih yc nt c o rjc i io ig eee c s r tr dsic nev t ni hg wa o s ut npoet nL a nn . f w a i n ri [ y o d ]Hih y W a r n ol o sra o , ol rs n S iE o inF rc sn Ke w r s g wa , t dS iC nev t n S iE o i , ol rs oe at g ea i o o i
软 件 、环境 4个 子 系统 …。硬件 是单 片机 系统 的
基 础 ,软 件则 是 单片 机 系统 的灵 魂 ;硬 件 、软件
( )按 照单 片机 一 1 时钟 电路 一 复位 电路 的顺 序 放 置 芯 片 和 元 器 件 。布 置 时 要 注 意 时钟 电 路 与 C U 问的布线 为最 短 。 同时要将 晶振 的地线 与其 P 他 的功能 部件 的地 线分 开 ,给 晶振部 分 单独 铺设 覆 铜 。避 免大 电 流从 晶振 电路 流 过 ,引 起 时钟 波
第1卷第1 4 期
20 12 年 2月
辽 宁 省 交 高 等 专 科 学 校 学 报 通
JU O RNA OF I ON NG PROVI AL L L A I NCI
COLLEGE OF COM M UNI CATI ONS
Vo1 1 . 4 No.1 Fe b. 2 0 2 1
心选 择 ,特 别是 控 制 系 统 的 核 心一 单 片机 。在
诸 多 品牌 和系列 中 ,要 选择 抗 干扰 能 力强 、集 成
度 高 、功耗 小 的单 片机 和各 种元 器 件 。选 用 高集 成度 的芯 片 以提高 系统 的 可靠 性是 系统硬 件 设计
的一 个 新趋 势 。在选 用 元器 件 时 ,要 注意 元 器件
) ,女 ,辽 宁锦 州人 ,副 教授 ,硕 士 。研 究方 向 : 自动化 控制 技术 。
利 用 土壤 侵蚀 模 数 计算 出扰 动后 各 单 元 、各 时 段 土壤 流失 总 量 和新 增 流失 量 .其 中背 景 流失
的 预测 方法 是有 效 的 。本文 对 我省 高 速公 路 建设
( )相 同功 能 的元器 件按集 中布置 ; 2 ( )各 功能模 块 的组 件 分 开布 局 ,如 模拟 信 3 号 与数字 信 号 电路 、输入 和 与 出 电路 、发 热元 件
与 温度敏 感元 件尽 可能分 开 布置 : ( )单 片机 和外 围扩展 电路 布置 在一 起 ,以 4 缩 短他们 之 间 的地 址 总线长 度 :
收稿 日期 :2 1 — 0 1 0 1 1— 4
作环 境 恶劣 , 自动控 制 系统 都 是全 天 连续 满 负荷 地 运 行 ,这 样 就要 求 控 制 系统 有 长 时 间 的稳 定 、 可靠运 行 ,所 以可靠 性是 对 单 片机 控 制系 统最 重
作 者 简 介 :李 靖 (9 6 16一
提 高 电源 系统 的供 电质量 ,对提 高 单 片机 系 统安 全可 靠性 是 非常 重要 的 ,因此供 电 电路需 要
采用抗 干 扰措施 ,方 法有 : ( )采 用交 流稳 压器 。 1
控制 系统 的硬件 电路结 构 设计 也 是影 响 系统
可靠 性 的重 要 方 面 ,设 计 系统 硬件 机 构 时要 考虑 各类 元 器件 的工作 速度 要 尽量 匹 配 ,高 速和 低 速
的器 件 不应 该 混用 ;各 类器 件 工作 时 的温 度 特 性
( )采用 电源 滤 波器 ,交 流 电源引 线上 的滤 2
波器 可 以抑制输 人端 的 瞬态干 扰 。 ( )对 于 电源变 压器 ,采 取适 当的屏蔽措施 。 3
2 3 优 化 印 刷 电路 板 设 计 -
性 是从 硬 件 和软件 设计 两 方 面加 以保 证 的 。其 中 硬 件 可 靠 性 设 计 是 基 础 ,软 件 方 面 的设 计 是 补 充 。本 文主 要从 硬件 方 面 ,探讨 确 保单 片 机控 制
系 统可靠 运 行 的方 法措 施 。
电 电源 设 计 、输 入 输 出通 道 设 计 等 方 面 。
关键词 可靠性 ;单片机 ;控制 系统 ;硬件
中 图分 类 号 :T 3 81 P 6. 文 献 标 识 码 :A
据 统 计 ,以单 片 机 为 核 心 的 自动 控 制 系统 , 已经 占各 种 微 机 测 控 系统 的 9 % E。 而 且 工 业 0 2 ] 应用 的微 机控 制 系统 多数 是 安装 在 生 产 现场 。工
21 优 选 高可 靠性 的单 片机 芯片和 元 器件 .
各种 集成 电路 芯 片 和元 器件 是 控制 系 统可 靠 性 设 计 中 的 重 要 环 节 ,也 是 构 成 控 制 系 统 的基
( )元 器件 布局 及 引线 走 向符 合信 号 传 输特 5
性 ,使 电流流 向与 信号 流 向要 一致 ,减 少布 线 问