随着单片机系统越来越广泛地应用于消费类电子@@@@、医疗@@、工业自动化@@、智能化仪器仪表@@、航空航天等@@各领域@@，单片机系统面临着电磁干扰@@（EMI）日益严重的威胁@@。电磁兼容性@@（EMC）包含系统的发射@@和敏感度两方面的问题@@。如@@果一个单片机系统符合下面三个条件@@，则该系统是电磁兼容的@@：
① 对其它系统不产生干扰@@;
② 对其它系统的发射@@不敏感@@;
③ 对系统本身不产生干扰@@。
假若干扰不能完全消除@@，但也要使干扰减少到最小@@。干扰的产生不是直接@@的@@（通过@@导体@@、公共阻抗耦合@@等@@@@），就是间接@@的@@（通过@@串扰或@@辐射耦合@@@@）。电磁干扰的产生是通过@@导体@@和通过@@辐射@@，很多电磁发射@@源@@，如@@光照@@、继电器@@、DC电机和日光灯都可引起干扰@@；AC电源线@@、互连电缆@@、金属电缆和子系统的内部电路@@也都可能产生辐射或@@接@@收到不希望的信号@@。在@@高@@速单片机系统中@@，时@@钟电路@@通常是宽带噪声的最大产生源@@，这些电路@@可产生高@@达@@300 MHz的谐波失真@@，在@@系统中应该把它们去掉@@。另外@@，在@@单片机系统中@@，最容易受影响@@的是复位线@@、中断线和控制线@@。
1 干扰的耦合方式@@
（1） 传导性@@EMI
一种最明显而往往被忽略的能引起电路@@中噪声的路径是经过导体@@。一条穿过噪声环境的导线可捡拾噪声并把噪声送到其它电路@@引起干扰@@。设计@@人员必须避免导线捡拾噪声和在@@噪声引起干扰前@@，用去耦办法除去噪声@@。最普通的例子是噪声通过@@电源线@@进入电路@@@@。若电源本身或@@连接@@到电源的其它电路@@是干扰源@@，则在@@电源线@@进入电路@@之前必须对其去耦@@。
（2） 公共阻抗耦合@@
当来自两个不同电路@@的电流@@流经一个公共阻抗时@@就会产生共阻抗耦合@@。阻抗上@@的压降由两个电路@@决定@@，来自两个电路@@的地电流流经共地阻抗@@。电路@@1的地电位被地电流@@2调制@@，噪声信号或@@@@DC补偿经共地阻抗从电路@@@@2耦合到电路@@@@1。
（3） 辐射耦合@@
经辐射的耦合通称串扰@@。串扰发生在@@电流流经导体时@@产生电磁场@@，而电磁场在@@邻近的导体中感应瞬态电流@@。
（4） 辐射发射@@@@
辐射发射@@@@有两种基本类型@@：差分模式@@（DM）和共模@@（CM）。共模辐射或@@单极天线辐射是由无意的压降引起的@@，它使电路@@中所有地连接@@抬高@@到系统地电位之上@@@@。就电场大小而言@@，CM辐射是比@@DM辐射更为严重的问题@@。为使@@CM辐射最小@@，必须用切合实际的设计@@使共模电流降到零@@。
2 影响@@EMC的因数@@
① 电压@@。电源电压@@越高@@@@，意味着电压@@振幅越大@@，发射@@就更多@@，而低电源电压@@影响@@敏感度@@。
② 频率@@。高@@频@@产生更多的发射@@@@，周期性信号产生更多的发射@@@@。在@@高@@频@@单片机系统中@@，当器件开关时@@@@产生电流尖峰信号@@；在@@模拟系统中@@，当负载电流变化时@@产生电流尖峰信号@@。
③ 接@@地@@。在@@所有@@EMC问题中@@，主要问题是不适当的接@@地@@引起的@@。有三种信号接@@地@@方法@@：单点@@、多点和混合@@。在@@频率@@低于@@1 MHz时@@，可采用单点@@接@@地@@方法@@，但不适于高@@频@@@@;在@@高@@频@@应用中@@，最好采用多点接@@地@@@@。混合接@@地@@是低频用单点@@接@@地@@@@，而高@@频@@用多点接@@地@@的方法@@。地线布局是关键@@，高@@频@@数字电路@@和低电平模拟电路@@的地回路绝对不能混合@@。
④ PCB设计@@。适当的印刷电路@@板@@@@@@（PCB）布线@@对防止@@EMI是至关重要的@@。
⑤ 电源去耦@@。当器件开关时@@@@，在@@电源线@@上@@会产生瞬态电流@@，必须衰减和滤掉这些瞬态电流@@。来自高@@@@di/dt源的瞬态电流导致地和线迹@@“发射@@”电压@@，高@@di/dt 产生大范围高@@频@@电流@@，激励部件和线缆辐射@@。流经导线的电流@@变化和电感会导致压降@@，减小电感或@@电流随时@@间的变化可使该压降最小@@。
3 印刷电路@@板@@@@（PCB）的电磁兼容性@@设计@@@@
PCB是单片机系统中电路@@@@188足彩外围@@app 和器件的支撑件@@，它提供电路@@@@188足彩外围@@app 和器件之间的电气连接@@@@。随着电子@@技术@@的飞速发展@@，PCB的密度越来越高@@@@。PCB设计@@的好坏对单片机系统的电磁兼容性@@影响@@很大@@，实践证明@@，即使电路@@原理图设计@@正确@@，印刷电路@@板@@@@设计@@不当@@，也会对单片机系统的可靠@@性产生不利影响@@@@。例如@@@@，如@@果印刷板@@两条细平行线靠得很近@@，则会形成信号波形的延迟@@，在@@传输线的终端形成反射噪声@@。因此@@，在@@设计@@印刷电路@@板@@@@的时@@候@@，应注意采用正确的方法@@，遵守@@PCB设计@@的一般@@原则@@，并应符合抗干扰设计@@的要求@@。
3.1 PCB设计@@的一般@@原则@@
要使电子@@电路@@获得最佳性能@@，元器件的布局@@及导线的布设是很重要的@@。为了设计@@质量好@@、成本低的@@PCB，应遵循以下一般@@性原则@@。
（1） 特殊元器件布局@@
首先@@，要考虑@@PCB尺寸的大小@@：PCB尺寸过大时@@@@，印刷线条长@@，阻抗增加@@，抗噪声能力下降@@，成本也增加@@;过小@@，则散热不好@@，且邻近线条易受干扰@@。在@@确定@@PCB尺寸后@@，再确定特殊元器件的位置@@。最后@@，根据电路@@的功能单元@@，对电路@@的全部元器件进行布局@@。
在@@确定@@特殊元器件的位置时@@要遵守@@以下原则@@：
① 尽可能缩短高@@频@@元器件之间的连线@@，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰@@。易受干扰的元器件@@不能相互挨得太近@@，输入和输出@@188足彩外围@@app 应尽量远离@@。
② 某些元器件或@@导线之间可能有较高@@的电位差@@，应加大它们之间的距离@@，以免放电引出意外短路@@。带高@@电压@@的元器件@@应尽量布置在@@调试时@@手不易触及的地方@@。
③ 重量超过@@15 g的元器件@@，应当用支架加以固定@@，然后焊接@@@@。那些又大又重@@、发热量多的元器件@@@@，不宜装在@@印刷板@@上@@@@，而应装在@@整机的机箱底板@@上@@@@，且应考虑散热问题@@。热敏@@188足彩外围@@app 应远离发热@@188足彩外围@@app 。
④ 对于电位器@@、可调电感线圈@@、可变电容器@@、微动开关等@@可调@@188足彩外围@@app 的布局@@，应考虑整机的结构要求@@。若是机内调节@@，应放在@@印刷板@@上@@方便调节的地方@@;若是机外调节@@，其位置要与调节旋钮在@@机箱面板@@上@@的位置相适应@@。
⑤ 留出印刷板@@定位孔及固定支架所占用的位置@@。
（2） 一般@@元器件布局@@
根据电路@@的功能单元@@，对电路@@的全部元器件进行布局@@时@@@@，要符合以下原则@@：
① 按照电路@@的流程安排各个功能电路@@单元的位置@@，使布局便于信号流通@@，并使信号尽可能保持一致的方向@@。
② 以每个功能电路@@的核心@@188足彩外围@@app 为中心@@，围绕它来进行布局@@。元器件应均匀@@、整齐@@、紧凑地排列在@@@@PCB上@@，尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接@@@@。
③ 在@@高@@频@@下工作的电路@@@@，要考虑@@元器件之间的分布参数@@。一般@@电路@@应尽可能使元器件平行排列@@，这样@@，不但美观@@，而且装焊容易@@，易于批量生产@@。
④ 位于电路@@板@@边缘的元器件@@@@，离电路@@板@@边缘一般@@不小于@@@@2 mm。电路@@板@@的最佳形状为矩形@@。长宽比为@@3:2或@@4:3。电路@@板@@面尺寸大于@@200 mm&TImes;150 mm时@@，应考虑电路@@板@@所受的机械强度@@。
（3） 布线@@
布线@@的原则如@@下@@：
① 输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行@@，最好加线间地线@@，以免发生反馈耦合@@。
② 印刷板@@导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板@@间的粘附强度和流过它们的电流@@值决定@@。当铜箔厚度为@@0.5 mm、宽度为@@1～15 mm时@@，通过@@2 A的电流@@，温升不会高@@于@@3℃。因此@@，导线宽度@@为@@1.5 mm可满足要求@@。对于集成电路@@@@，尤其是数字电路@@@@，通常选@@0.02～0.3 mm导线宽度@@。当然@@，只要允许@@，还是尽可能用宽线@@，尤其是电源线@@和地线@@。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压@@决定@@。对于集成电路@@@@，尤其是数字电路@@@@，只要工艺允许@@，可使间距小于@@0.1～0.2 mm。
③ 印刷导线拐弯处一般@@取@@圆弧形@@，而直角或@@夹角在@@高@@频@@电路@@中会影响@@电气性能@@。此外@@，尽量避免使用大面积铜箔@@，否则@@，长时@@间受热时@@@@，易发生铜箔膨胀和脱落现象@@。必须用大面积铜箔时@@@@，最好用栅格状@@，这样@@有利于排除铜箔与基板@@间粘合剂受热产生的挥发性气体@@。
（4） 焊盘@@
焊盘@@中心孔要比器件引线直径稍大一些@@。焊盘@@太大易形成虚焊@@。焊盘@@外径@@D一般@@不小于@@（d+1.2） mm，其中@@d为引线孔径@@。对高@@密度的数字电路@@@@，焊盘@@最小直径可取@@@@（d+1.0） mm。
3.2 PCB及电路@@抗干扰措施@@
印刷电路@@板@@@@的抗干扰设计@@与具体电路@@有着密切的关系@@，这里仅就@@PCB抗干扰设计@@的几项常用措施作一些说明@@。
（1） 电源线@@设计@@@@
根据印刷线路板@@电流的大小@@，尽量加粗电源线@@宽度@@，减少环路电阻@@;同时@@@@，使电源线@@@@、地线的走向和数据传递的方向一致@@，这样@@有助于增强抗噪声能力@@。kx6电子@@技术@@吧@@
（2） 地线设计@@@@
在@@单片机系统设计@@中@@，接@@地@@是控制干扰的重要方法@@。如@@能将接@@地@@和屏蔽正确结合起来使用@@，可解决大部分干扰问题@@。单片机系统中地线结构大致有系统地@@、机壳地@@（屏蔽地@@）、数字地@@（逻辑地@@）和模拟地等@@@@。在@@地线设计@@@@中应注意以下几点@@：
① 正确选择单点@@接@@地@@与多点接@@地@@@@。在@@低频电路@@中@@，信号的工作频率@@小于@@1 MHz，它的布线@@和器件间的电感影响@@较小@@，而接@@地@@电路@@形成的环流对干扰影响@@较大@@，因而应采用一点接@@地@@的方式@@。当信号工作频率@@大于@@10 MHz时@@，地线阻抗变得很大@@，此时@@应尽量降低地线阻抗@@，应采用就近多点接@@地@@@@。当工作频率@@在@@@@1～10MHz时@@，如@@果采用一点接@@地@@@@，其地线长度不应超过波长的@@ 1/20，否则@@应采用多点接@@地@@法@@。
② 数字地@@与模拟地分开@@。电路@@板@@上@@既有高@@速逻辑电路@@@@，又有线性电路@@@@，应使它们尽量分开@@，而两者的地线不要相混@@，分别与电源端地线相连@@。低频电路@@的地应尽量采用单点@@并联接@@地@@@@，实际布线@@有困难时@@可部分串联后再并联接@@地@@@@;高@@频@@电路@@宜采用多点串联接@@地@@@@，地线应短而粗@@。高@@频@@188足彩外围@@app 周围尽量用栅格状大面积地箔@@，要尽量加大线性电路@@的接@@地@@面积@@。
③ 接@@地@@线应尽量加粗@@。若接@@地@@线用很细的线条@@，则接@@地@@电位会随电流的变化而变化@@，致使电子@@产品的定时@@信号电平不稳@@，抗噪声性能降低@@。因此@@应将接@@地@@线尽量加粗@@，使它能通过@@三倍于印刷电路@@板@@@@的允许电流@@。如@@有可能@@，接@@地@@线的宽度应大于@@3 mm。
④ 接@@地@@线构成闭环路@@。设计@@只由数字电路@@组成的印刷电路@@板@@@@的地线系统时@@@@，将接@@地@@线做成闭路可以明显地提高@@@@抗噪声能力@@。其原因在@@于@@：印刷电路@@板@@@@上@@有很多集成电路@@@@188足彩外围@@app ，尤其遇有耗电多的@@188足彩外围@@app 时@@，因受接@@地@@线粗细的限制@@，会在@@地线上@@产生较大的电位差@@，引起抗噪能力下降@@;若将接@@地@@线构成环路@@，则会缩小电位差值@@，提高@@@@电子@@设备@@的抗噪声能力@@。
（3） 退耦电容配置@@
PCB设计@@的常规做法之一@@，是在@@印刷板@@的各个关键部位配置适当的退耦电容@@。退耦电容的一般@@配置原则是@@：
① 电源输入端跨接@@@@10～100μF的电解电容器@@。如@@有可能@@，接@@100μF以上@@的更好@@。
② 原则上@@每个集成电路@@芯片都应布置一个@@0.01 pF的瓷片电容@@。如@@遇印刷板@@空隙不够@@，可每@@4～8个芯片布置一个@@1～10 pF的钽电容@@。
③ 对于抗噪能力弱@@、关断时@@电源变化大的器件@@，如@@RAM、ROM存储器件@@，应在@@芯片的电源线@@和地线之间直接@@接@@入退耦电容@@。
④ 电容引线不能太长@@，尤其是高@@频@@旁路电容不能有引线@@。
此外@@，还应注意以下两点@@：
① 在@@印刷板@@中有接@@触器@@、继电器@@、按钮等@@@@188足彩外围@@app 时@@，操作它们时@@均会产生较大火花放电@@，必须采用@@RC电路@@来吸收放电电流@@。一般@@R取@@1～2 kΩ，C取@@2.2～47μF。
② CMOS的输入阻抗很高@@@@，且易受感应@@，因此@@在@@使用时@@@@，对不用端要接@@地@@或@@接@@正电源@@。
（4） 振荡器@@
几乎所有的单片机都有一个耦合于外部晶体或@@陶瓷谐振器的振荡器@@电路@@@@。在@@PCB上@@，要求外接@@电容@@、晶体或@@陶瓷谐振器的引线越短越好@@。RC振荡器@@对干扰信号有潜在@@的敏感性@@，它能产生很短的时@@钟周期@@，因而最好选晶体或@@陶瓷谐振器@@。另外@@，石英晶体的外壳要接@@地@@@@。
（5） 防雷击措施@@
室外使用的单片机系统或@@从室外架空引入室内的电源线@@@@、信号线@@，要考虑@@系统的防雷击问题@@。常用的防雷击器件有@@：气体放电管@@、TVS（Transient Voltage Suppression）等@@。气体放电管@@是当电源电压@@大于某一数值时@@@@，通常为数十@@V或@@数百@@V，气体击穿放电@@，将电源线@@上@@强冲击脉冲导入大地@@。TVS可以看成两个并联且方向相反的齐纳二极管@@，当两端电压@@高@@于某一值时@@导通@@。其特点是可以瞬态通过@@数百乃至上@@千@@A的电流@@。
结语@@
为了提高@@@@单片机系统的电磁兼容性@@@@，不仅要合理设计@@@@PCB板@@，而且要在@@电路@@结构上@@及软件中采取@@相应的措施@@。实践表明@@，在@@单片机系统的设计@@@@、制造@@、安装和运行的各个阶段@@，都需要考虑@@其电磁兼容性@@@@，只有这样@@@@，才能保证系统长期稳定@@、可靠@@、安全地运行@@。