EMC技术在单片机系统中的应用

1 EMI的产生原因分析

在 单片机系统的工作环境中，往往有许多强电设备，特别是电机启动和继电器的吸合将对单片机产生强烈的干扰，使用示波器的话可以看到电源电压波形上有明显的毛 刺干扰。此外受到条件限制有时单片机控制系统的各部分之间要有较远的距离，数据和控制线使用较长的导线且没有良好的屏蔽措施，这会使得电磁干扰就更容易混 入系统之中。

总之对单片机系统的EMI总是以辐射、电源回路等方式进入的，其途径主要有三种，第一是输入途径，它使得模拟信 号出现失真，数字信号产生错误，系统如根据有问题的信号进行运算处理结果将必然是错误的。第二是输出途径，干扰会和各输出信号叠加，造成输出信号混乱，不 能将系统真实的处理结果进行表达。第三是单片机内部总线干扰，干扰使得控制、地址、数据总线上的内部数字信号错乱，使MCU出错，程序跑飞，甚至当机。

2 EMS技术的主要研究方向

针对单片机系统中干扰产生的原因和途径，EMS技术主要研究方向集中于硬件的屏蔽、隔离、滤波、接地以及软件编程等方面。

屏蔽主要适用于切断通过静电耦合、 感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径。分别对应于此三种耦合可以采取静电屏蔽、磁场屏蔽与电磁屏蔽。屏蔽技术的研究方向主要是如金属、磁性、 复合材料等各种材料的屏蔽效能，如多层、单层、孔隙等各种结构的屏蔽效能，各种形状的屏蔽体的屏蔽效能以及屏蔽体的设计以及屏蔽与接地的关系等。

隔离是用于切断传导形式的电磁噪声的传播途径。隔离技术的研究方向主要采用直交流继电器、隔离变压器或光电隔离器件等进行隔离。其特点是可将两部分电路的地线系统分割开来，切断通过地线系统进行耦合的可能性。

滤波是用于在频域上切断噪声传播的一种技术。滤波技术的研究方向是采用电容电感等滤波器件将不需要的一部分频谱信号滤掉，只保留需要的信号。例如对电源滤波器，只保留工频50Hz的电源频率，滤除所有其它高低频电磁噪声。

接地是提供有用信号和电磁噪声的公共通路。接地技术的研究方向是安全地、信号地、电源中线以及系统内的各种地线的接地方法。主要考虑是如何正确地布置数字地模拟地、接地体的设计、地线在各种不同频率时的阻抗等等。

硬 件抗干扰措施是给单片机系统创造了一个基本洁净的工作环境，但并不能保证绝对没有杂波，因此要将编程软件抗干扰措施加入进去。软件抗干扰技术是当系统受干 扰后，在单片机系统内部特定的程序发挥作用，使得系统复位正常运行如看门狗或者是在输入信号受干扰时通过特定的编程技巧进行筛选后去伪存真的一种编程辅助 方法如数字滤波器。此技术编程设计多样灵活，能够大量的节省硬件成本，调试操作起来更加方便。