在单片机系统应用中,可靠性是首先要考虑的因素。近年来,为了适应不断扩大的单片机应用范围和领域,单片机的生产厂家在设计上采用了各种提高可靠性的新技术,以提高单片机自身的可靠性。
1.EFT技术
EFT(Electrical Fast Transient)技术是一种抗干扰技术,它是指当振荡电路的正弦信号受到外界干扰时,其波形上会叠加各种毛刺信号,如果使用施密特电路对其整形,则毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟,当交替使用施密特电路和RC滤波电路时,就可以消除这些毛刺,从而保证系统的时钟信号正常工作。这样,就提高了单片机工作的可靠性。摩托罗拉(Motorola)公司的MC68HC08系列单片机采用了这种技术。
2.低噪声布线技术及驱动技术
在传统的单片机中,电源和接地在集成电路外壳的对称引脚上,一般是在左上、右下或右上、左下的两对称点上。这样,就使电源噪声穿过整块芯片,对单片机的内部电路造成干扰。现在,很多单片机都把接地和电源安排在两条相邻的引脚上。不仅降低了穿过整个芯片的电流,在印制电路板上还容易布置去耦电容,从而降低系统的噪声。(www.xing528.com)
为了适应各种应用的需要,很多新的单片机的输出能力都有了很大提高,摩托罗拉(Mo-torola)公司的单片机I/O接口的灌拉电流可达8mA以上,而Microchip公司的单片机可达25mA。其他公司的产品基本上可达8~20mA的水平。这些电流较大的驱动电路集成到芯片内部在工作时带来了各种噪声,为了减小这种影响,现在单片机采用多个小功率管并联等效一个大功率管的方法,并在每个小功率管的输出端串接不同等效阻值的电阻,以降低电流变化率(di/dt),这就是“跳变沿软化技术”,从而消除大电流瞬变时产生的噪声。
3.采用低频外时钟
高频外时钟是噪声源之一,不仅能对单片机应用系统产生干扰,还会对外界电路产生干扰,令电磁兼容性不能满足要求。对于要求可靠性较高的系统,低频外时钟有利于降低系统的噪声。在一些单片机中采用内部锁相环技术,在外部时钟频率较低时,也能产生较高的内部总线速度,从而既保证了速度又降低了噪声。摩托罗拉(Motorola)公司的MC68HC08系列及其16/32位单片机采用了这种技术以提高可靠性。
随着半导体工艺技术的发展及系统设计水平的提高,单片机还会不断产生新的变化和进步。
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