单片机的抗干扰性能比较
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stc8f手册一、概述STC8F系列单片机是STC公司推出的一款高性能、低功耗的8051系列单片机。
该系列单片机采用高速、高精度的ADC和PWM模块,具有丰富的外设接口和强大的抗干扰能力,广泛应用于各种工业控制、智能家居、电机控制等领域。
二、硬件特性1. 核心处理器:8051系列处理器,最高主频可达40MHz。
2. 存储器:Flash存储器容量可达256KB,SRAM为8KB,EEPROM为4KB。
3. 电源:2.2V-3.8V供电电压,低功耗设计。
4. 定时器/计数器:3个16位定时器/计数器,具有捕获/比较功能。
5. ADC:12位高速ADC,最高采样率可达1MSPS。
6. PWM:2路16位PWM模块,可实现电机控制、音频处理等功能。
7. 串口通信:2个UART接口,可实现串行通信。
8. 外部接口:SPI、I2C、CAN等接口,方便与其他外设或控制器进行通信。
9. 抗干扰能力:通过多种抗干扰设计,提高了系统的稳定性和可靠性。
三、软件特性1. 开发环境:支持Keil、STC-ISP等开发环境。
2. 编程语言:支持C/C++语言编程。
3. 调试方式:支持串口、JTAG等多种调试方式。
4. 软件库:提供丰富的软件库函数,方便用户快速开发。
5. 在线编程:支持在线编程功能,可实时更新程序。
四、使用注意事项1. 在使用STC8F系列单片机时,请遵循相关的安全操作规范和电气规范,以保证系统的稳定性和可靠性。
2. 请勿随意更改单片机的工作电压和电流参数,以免损坏器件或影响其正常工作。
3. 在进行硬件连接时,请确保连接正确、紧固,避免出现接触不良或短路等问题。
4. 在进行软件编程时,请遵循良好的编程习惯和规范,以保证程序的正确性和可维护性。
PIC单片机抗干扰设计摘要:单片机已经普遍应用到各个领域,对其可靠性也提出了更高的要求。
影响单片机可靠性的因素很多,但是抗干扰性能是最重要的一个因素之一。
本文对PIC单片机抗干扰设计主要从硬件干扰抑制技术和软件干扰抑制技术两个大方面来进行分析。
关键词:PIC单片机抗干扰硬件软件1 硬件干扰抑制技术1.1 采用合理的隔离技术采用合理的隔离技术对单片机抗干扰起着非常重要的作用。
隔离不仅能够将外来干扰信号的通道阻断,而且还可以通过控制系统与现场隔离实现抗干扰目的,使得彼此之间的串扰最大限度地降低。
常用的隔离技术主要包括变压器隔离方式、布线隔离方式、光电隔离方式和继电器隔离方式等。
1.2 合理选择系统时钟PIC单片机系统时钟频率为0~20MHz,时基震荡方式主要有四种,每一种时基震荡方式由不同的时基频率相对应:外接电阻电容元件的阻容振荡方式RC,频率为0.03MHz~5MHz;低频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式LP,频率为32.768kHz或200kHz;标准晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式XT,频率为0.2MHz~4MHz;高频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式HS,频率为4MHz~20MHz。
外接方式主要有三种:外接晶体振荡器/陶瓷谐振器、外接时钟电路、外接RC。
用户在选择基振荡方式和外接方式时可根据PIC单片机应用系统的性能、应用场合、价格等因素来进行。
外接时钟属于高频噪声源,从可靠性方面来讲,不仅会干扰本应用系统,而且还能够干扰外界。
频率越高越容易成为噪声源,因此应采用低频率的系统时钟,但是必须把与系统性能要求相符作为前提条件。
1.3 合理设计电路板在电路板设计时,不要只是采用单一的PCB板进行,而应尽可能多的采用多层PCB板来进行,其中一层用作接地,而另外一层用作电源布线,这样就使得退耦电路形成,同时,这样的电路其屏蔽效果也比较好。
如果对空间没有任何的硬性规定,同时要成本因素进行考虑,此时在设计电路板时就可以采用单层或者双层的PCB板进行布线,这样需要从电源单独引电源线进行布线,并将其逐个分配到每个功能电路中,另外,还要将所有的地线汇集到靠近电源地的一个点上。
单片机\工控机\PLC的比较 单片机所谓单片机系统就是采用目前市场上的单片机CPU及其它外用芯片,根据不同系 统设计电路板,最终设汁成一台简易的计算机系统,并在此基础上设计程序以达到所要求的 控制功能。这种形式在80年代国内很流行,但由于受到本身可靠性及其它方而的限制,目 前除了仪表上仍然采用外,在工业现场的应用已逐步被PLC所代替。
单片机的可靠性:由于目前国内市场上的单片机芯片的品质良莠不齐,很大一部分还是 国外筛选出来的次等品,加上其它外用元件(如电阻电容等)的参数离散性也很大,批量小 的产品不可能经过筛选配对等技术处理,因此这样的产品很难做到很好的一致性和高可靠 性,因为任一元件的参数偏离设计要求都会引起系统的不稳左。另外,单片机的所有器件均 不是工业级的,抗干扰性特別是抗电源F扰能力很弱,而国内的电源一般都很差,加上压片 机的变频调速对电源的干扰很大,因此,更可能引起单片机系统的不稳立。
单片机的可扩展性:由于单片机的线路是根据一泄的功能要求特别设计的,所以要增加 一个功能就要重新设讣线路,而且对应的程序都要重新设计。这样对于增加功能的开发成本 和周期都会增加。
单片机的可维护性:一旦单片机系统出现故障,很难诊断出故障元件,最简单的方法是 更换整个系统,这样维修成本增加了。
操作:现在国内单片机系统的操作均采用自设计的键盘,设怎数据用拨码开关,显示用, 整个面板显得繁锁,而且为了减少操作键,设讣时往往一键多用,操作人员很难脱开说明书 操作。特别是故障显示只能显示故障代码,一旦发生故障,操作人员必须翻阅说明书方能发 现故障所在,最终按说明书指示排除故障,这样排除故障的时间相对较长。总之,这样的人 机对话不够友善。
特点:不可靠,价格便宜。1990年以前天祥公司生产的高速压片机曾采用这种控制方式。 工控机所谓工控机系统就是采用目前市场上的所谓工业控制计算机系统,在此基础上设 计程序以达到所设汁的功能。但业内人士知道,现在市场上的工控机和自己组装的兼容机无 本质差别。首先,作为计算机心脏的CPU和兼容机一样是非工业级的,苴余的如硬盘内存显 示器等主要元件都是非工业级的,唯一区別的是机箱经过了加固处理,这种形式由于本身可 靠性及苴它的限制,目前除了在工厂中作为监控机并不直接参与控制的场合大疑使用外,在 工业现场已很少采用。
国内常用的单片机对比1.传统51、PIC、AVR mega、STC51系列单片机对比传统51,适合菜鸟入门,容易上手,价格一般(从性价比方面说)。
IDE环境推荐keil。
缺点:解密容易(传统51说:谁让咱出道早呢,大家都研究我,哎!哭......)一般功能也有,但AD、eeprom 等功能要靠扩展,增加硬件和软件负担。
资料:/datasheet/ATMEL_PDF/AT89S52.PDFPIC:我就是学这款单片机入门的,PIC的好处就是各个型号的兼容性强,学好了PIC16f877a,16系列的就OK了,别的型号要用的时候,拿出2分钟看看数据手册就行了。
12系列16系列18系列也是充分的向下兼容。
功能全,型号多,适于选型分析,抗干扰能力强缺点:解密容易(PIC说:我出道也很早啊,人家也研究我不少年了,我和奥尼尔是英雄相惜啊!),单片机价格贵(从性价比方面说)。
IDE环境:推荐PICC+mplab。
AVR mega系列:价格便宜(从性价比方面说),硬件结构适合C语言编程,功能齐全,不容易解密。
抗干扰能力强。
型号之间兼容性一般。
应该说是比较满意的片子了。
缺点:功能寄存器多,不适合初学者----通过个人努力此缺点就不是缺点了--各位加油!推荐CVAVR+studio 其实icc、gcc也不错,大家自己斟酌,呵呵。
中文资料:/datasheet/ATMEL_PDF/ATmega16_cn.PDFstc51系列:价格最便宜(从性价比方面说),功能多,抗干扰能力最强,eeprom大,串口编程很方便(无论是对于初学者还是产品开发调试),出厂时程序引导区就已经加密,并且stc解密的市面价格在1.5w到2.5w 之间,可见解密难度大,在一定程度上保护了单片机工程师的利益和产品开发商的利益。
生产时就已经考虑到与传统51的兼容问题,兼容做的很好,又增加了许多功能,软复位功能我比较喜欢。
缺点:资料就是宏晶网上的资料,资料少,不适合初学者---我指学习它自己增加的功能。
第五章单片机应用系统的抗干扰技术设计§5.1 干扰源我们要进行抗干扰措施,首先就得仔细研究干扰产生的原因、途径,掌握或了解其规律后,才能有针对性地提出各种抗干 / 扰的理论和措施。
5.1.1干扰与噪声的区别(1> 噪声是绝对的,它的产生或存在不受接收者的影响,是独立的,与有用信号无关。
干扰是相对有用信号而言的,只有噪声达到一定数值、它和有用信号一起进入应用系统并影响其正常工作时才形成干扰。
(2> 干扰在满足一定条件时,可以消除;噪声在一般情况下,难以消除,只能减弱。
5.1.2分类根据产生干扰的物理原因,干扰可以分为如下几种类型:机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰、电和磁的干扰、射线辐射干扰。
其中,电和磁的干扰是最为普遍和严重的干扰,下面对电磁干扰作重点论述。
电磁干扰的分类:(1> 从噪声产生的来源分类可以分为:错误!固有噪声源固有噪声是指器件内部物理性的无规则波动所形成的噪声。
错误!人为噪声源人为噪声源主要是各种电气设备所产生的噪声,主要有以下几种:1. 工频噪声,大功率输电线是典型的工频噪声源。
低电平的信号线只要有一段长度与输电线平行,就会受到明显的干扰;即使一般室内的交流电源线,对输入阻抗低和灵敏度高的传感器来说也会是很大的干扰源。
在传感器的内部,由于工频感应也会产生交流噪声,它所形成的干扰也不可忽视。
2. 射频噪声,高频感应加热、高频焊接等工业电子设备以及广播、电视、雷达及通信设备等通过辐射或通过电源线会给附近的传感器系统带来干扰。
3. 电子开关,由于电子通断的速度极快,使电路中的电压和电流发生急剧的变化,形成冲击脉冲,从而成为噪声干扰源。
错误!自然噪声源和放电噪声自然噪声主要指天电形成的放电现象。
放电现象的起因不仅是天电,还有各种电气设备所造成的,主要有:电晕放电、火花放电、放电管放电等。
(2> 从干扰的出现区域来分可分为内部干扰和外部干扰。
(3> 从干扰对电路作用的形成分类错误!差模干扰也称为串联干扰,差模干扰进入电路后,使传感器系统 / 的一个信号输入端子相对于另一个信号输入端子的电位发生变化,即干扰信号与有用信号按电势源串联起来作用于输入端。
孙岩军
楼主 发帖时间:2009-1-4 13:19:53 博客 播客 收藏 回复 加为好友 发送消息 建议删除该贴!!
单片机的抗干扰性能历来为大家所重视,现在市面上的单片机就我所接触过的,就有十家左右了,韩国
的三星和现代;日本的三菱,日立,东芝,富士通,NEC;台湾的EMC,松翰,麦肯特,合泰;美国
的摩托罗拉,国半的cop8系列,microchip的PIC系列,TI的msp430系列,AVR系列,51系列,
欧洲意法半导体的ST系列。。。。。。
这些单片机的抗干扰性能大多数鄙人亲自测试过,所用机器是上海三基出的两种高频脉冲干扰仪,一种
是欧洲采用的标准,一种是日本采用的标准;日本的标准是高频脉冲连续发出,脉冲宽度从50ns到
250ns可调,欧洲采用的标准是脉冲间歇(间歇时间和发出时间可调)发出,脉宽也是从50ns到250ns
可调;我们国家采用的是欧洲标准。
一般情况下,脉冲干扰这一项能够耐受2000V以上就算不错了(好像我国家电标准是1200V),有些
可以达到3000V,于是很多人为此很得意。
单片机在高频脉冲干扰下程序运行是否正常,或者说抗干扰是否通过,有些人以程序不飞掉,或者说 “死
机”为标准,有些人以不复位并且程序正常运行为标准。很多情况下,芯片复位程序是可以继续运行的,
表面上看的不是很清楚。我一般就看单片机在干扰下是否复位,复位了我就认为不行了。不复位并且程
序正常运行当然比复位来说要好了。
好多人看到自己做的电路抗干扰达到2000V或者3000V就很高兴,实际上芯片的抗干扰并不一定就很
好。这里我不能不说一下日本的标准,高频脉冲连续发出的形式。别小看一个连续和一个间歇的区别,
实际上,大家如果有机会,用日本的标准测试一下你的芯片和电路,你就会发现,几乎和欧洲标准差别
很大很大,采用日本标准你会很伤心,因为大多数单片机过不了!
日本的标准是1600V。上面我提到的十几家单片机:
意法的也就是ST的≥1800
三菱的≥1800
富士通和日立的≥1600V
NEC的≥1500
东芝的≥1300V
摩托罗拉的≥1300
三星的≥1300
现代的≥800
microchip的≥700
国半的cop8≥500
avr和51系列≥500
这里没有给出数据的我没有测试过,但是知道EMC的一款28pin的设计上有缺陷(EMC自己人讲的);
合泰的据说欧洲标准可以过3000V。
大家对照一下自己用的单片机,看看在什么档次。不过呢谁要是受了打击也不要太伤心,因为我对照过,
也有日本标准在5—600V但是欧洲标准可以达到1500V的电路,同样一块板子;这样的情况我遇到好
几次了。大多数情况下,如果过不了欧洲标准日本标准也过不了;过得了日本标准欧洲标准偶尔也会过
不了。
需要说明的是,很多单片机在高频干扰脉冲下经常复位,但是程序运行好像没有受到影响,如果打到死
机,还可以提高1—200V的,日本标准。欧标还会更高。
大家选单片机的时候仔细看一下资料,凡是复位时间在us级的采用日本标准 “会死的很难看”,这就是
cop8系列和avr系列怎么努力也达不到日本标准的1000V,avr最多到700V。
单片机的价格嘛,这里我就不用多罗嗦了,ST的最贵,其次是日本的和美国的,下来是韩国的,韩国
之后是台湾的。
ST单片机贵在抗干扰性能上,抗干扰性能极好!而且带内置eeprom。Avr的flash+内置eeprom是很
好的卖点。不知道大家知道不知道,其实国半也有很好用的flash,价格比avr稍低一点。但是内置eeprom
不知道有没有。Msp430系列的特点是a/d,其实16位a/d的单片机大家如果想用便宜的,推荐台湾松
汉的一款和三星的一款,价格比msp430的大多便宜。尤其是三星的,16位a/d+flash,超便宜!但是
也有前提的,量!开发系统ST的,三菱的,三星的很贵,都在5—6000RMB以上。其他大多在1000
到3000之间。
单片机结构方面,我觉得cisc结构的要比RISC结构的要好。Risc结构的指令少,除此之外我看没多
少好处了,由此带来的不方便倒不少,为了一个简单的功能几条指令倒来倒去,倒出几十条指令的程序
来;而且有的ram要分页,有的rom也分页。编程序跳来跳去,烦透了!cisc结构的指令多,但是也
不是很难记,用多自然就记住了,并且结构比较整齐一些,不用操心分页的事情(就算有分页),程序
想编到哪儿就到哪儿。
现在我基本只代理和使用三星和合泰的单片机。性价比好。如果大家要用到液晶驱动,我建议大家用这
2家的就行了。合泰的flash不多,但是用特殊办法,一个片子也可以烧几次。三星合泰的单片机这一
年半载来卖的很猛!除了带液晶驱动之外,抗干扰性能也不错。
相比较而言,三星的单片机比合泰的稍微要贵一些,而且开发系统死贵(但是你可以不用买,代理公司
一般会借用给你——要收押金的,哼哼!)!但是三星的有几款单片机实在很好,9454大家用的人不
少了吧?9228呢,也不错吧?但是我告诉你,还有比这2款更好的,flash+4*18液晶驱动+10bit的a/d。
另外三星还有一款专门用于遥控器的芯片,64pin,4*32的液晶驱动,也很便宜,就算是用作液晶驱动
芯片也划算,价格嘛,和2片液晶驱动芯片ht1621差不多的。
但是三星单片机也有不好用的地方,大多是精简指令,一个小功能要你把几条指令用好几遍。
合泰的单片机性能不错,开发系统也便宜,尤其带液晶驱动的几款不妨考虑考虑。
这里说到的一些技术上的问题,很多只是个人经验,大家可以借鉴,技术做久了,各人有各人的特点和
长处,有不确切的地方请批评指正!