微控制器的抗干扰软件编程方法.doc

微控制器的抗干扰软件编程方法    微控制器的抗干扰软件编程方法    类别:嵌入式系统      作者:深圳大学Motorola半导体应用研究开发中心    沈茹茹朱明程    来源:《电子产品世界》                                    微控制器越来越多地用于各种电子领域,例如自动化、工业控制中。随着金属氧化物半导体的硅晶体管几何尺寸的不断缩小,系统设计中的电磁兼容性(EMC)问题,成为采胳膊小尺寸器件进行设计的必须考虑的主要问题。    在嵌入式微控制器内部,对于内部产生的电磁发射,采用软件措施的效果并不明显。因为发射主要是由CPU中的内部时钟和噪声引起,而且高速开关电流是由微控制器中的多种不同的门所形成。如果芯片版图设计时没有考虑电磁兼容性,那么外部的PCB(印制电路板)将会大大增强那些不必要的噪声信号。所以在很多设计中,采用软件很难消除这种固有的电子发射影响。    但是,在控制器应用中,却可采用软件的方式来抑制外来干扰。本文给出了一些常用设计技巧和应用。    一、内嵌抗干扰软件    在很多的应用中,用简单的抗干扰设计,就可以将一个微控制器的干扰抑制效果大大提高。这种抗干扰设计的魅力就在于实现该设计的费用较低,还可以节省PCB板上硬件成本。抗干扰设计的常用技巧如下:    (Refreshingportpins):抗干扰软件最简单的一个例子就是可以不断地更新I/O端口和一些重要的寄存器。在大多数微控制器的应用中,软件将会执行一个有规律的主循环。由于微控制器的I/O端口通常靠近连接焊点(bond    pads),而这些焊点通常是位于芯片的边沿。当一个确定振幅的噪声施加到微控制器时,噪声将会从芯片的边沿向内传入硅晶体中。这意味着芯片边沿的逻辑电路最容易被外部噪声源破坏,输入/输出电路就属于这种类型。因此有规律的更新数据寄存器和数据说明寄存器,就可以把这种故障的威胁降低。    (Pollinginputs):另一个方法就是采用多次读输入脚数据,且取平均值作为该脚的正确数据方式。其典型的应用就是用软件每隔10ms读一次键盘,以保证真实的键入发生。这种表决式做法被称作反弹跳保护。作为一种高频率检测某个端脚的Motorola    HC05代码的实例如图1所示。    图1的程序可以很迅速地连续读出该端口,如果有3次读出结果相同,那么CPU将以进位标志的状态作为读结果返回(这是HC05    CPU的BRSET和BRCLR的一个固有特征)。这个程序的问题在于当输入引脚是处于很嘈杂的环境时,CPU将会按这个程序持续很长时间,这在那些对时间要求较苛刻的应用中是不实际的。更好的一个程序就是多次读出输入引脚,并使寄存器递增,如果结果小于某个数,那么就将它当作0;如果大于某个数,就作为1。这个程序通常会在有限时间内退出,以保证不会妨碍到该应用中其他程序的运行。    (TokenPassing):在一些重要的处理中,标记通过用以确认任务已进入受控方式而未失去控制。标记通过可以利用RAM里未用到的空间来完成。在应用的一段特定时间间隔里,。这种循环检查将会得出结果。结果检测通过,该任务将会被执行。如果以没通过,则说