单片机抗干扰试验和解决方法总结报告和问题请教讨论

petertan · 发表于 2006-12-18 17:25:40

最近产品问题多多，都是干扰导致的，看了ouravr网友的论坛讨论抗干扰的措施，自己也亲身做了两天专门的抗干扰试验，总结了一些解决方法与网友分享，但是还有一些抗干扰的疑问拿出来需要请教和讨论。

干扰源1制造：按照前面网友的介绍，我用一个220V的交流电经过一个按键开关接到380V交流接触器的线圈上，连接的导线引到单片机板子上扰电路版围了10圈。不停地按按键和松开按键，产生空间电磁干扰。

干扰源2 制造：供电部门为了工厂用电时无功功率（电感消耗的）损失不能太大，都要求工厂加补充电容，作用是减少无功功率，防止工厂的电机、变压器等产生电感性的无供功率太大污染电网。

工厂大规模用电时，通过关闭补偿电容使电源很不干净。

1、试验问题一：我的系统不复杂，根据一些输入信号控制两个继电器，继电器再控制交流接触器，本来电机运行过程的输入信号是没有改变的，但是交流接触器控制运行过程中，我的控制的继电器会又吸合又断开，导致交流接触器又断又合。危害极大，导致的主要原因是：干扰源2，大规模用电的时候关闭所有补充电容。

解决办法：原来5V处供单片机的电容由220uF改成2400uF，还有在220V交流电源输入前加入一个外面买的滤波器。这样电机运行过程中控制又断又合的情况明显减少很多，但是还是不能根治（10次可能有1次会突然断开又合）。这种干扰主要由电源进去，干扰源1对他的影响甚微，10圈扰线对准mega8芯片，影响不大，只是静态显示数据会乱，但是芯片没有复位过。

2、试验问题二：按键很脆弱，很多时候干扰帮我按下按键导致系统无法通过按键完成设置工作。用干扰源1，很容易就出现干扰帮我按按键的危害。这个问题干扰2的影响应该甚微。

解决办法：硬件上在按键输入脚端并接220uF大电容，软件上增长按键触发时间（按键要按长一点时间才能有效）。这样干扰帮我按按键的问题就解决了。

3、试验问题三：因为单片机的外部中断不够用，把定时中断0改为外部输入触发中断，再把定时器设为255，那么只要下降沿就可以触发定时器中断。其实这是很惯用的办法。但是我控制小电机的时候，点动电机通断就很容易触发这个中断。证明定时器改为外部中断，比正常的外部中断容易受干扰而进中断。

解决办法，在定时器输入TO脚加入220uF电容完全解决这个问题。

4、试验问题四：单片机给干扰源1干扰导致硬件复位的问题。

（1）制作成PCB板的mega8（复位脚悬空）用干扰源1的线扰了10圈，试验了两天几百次人工干扰1基本上没有复位过。

（2）在万能板上焊接的mega16（复位悬空或者复位端接一个104P电容到地）令一套系统，扰两圈都顶不住了频频硬件复位。

（3）AT89S52（复位脚接开关复位，电容是10uF）扰两圈，也很频繁地硬件复位。

我很困扰，mega8和mega16都是一个系列的AVR MCU，虽然一个是PCB，另外一个是万能板，但是抗干扰的能力差距极大，我后来分析，mega16的万能板复位端是有个插针做ISP，可能这个插针起到“天线”效应，使干扰很容易串进系统导致硬件复位，这一点要在mega16做PCB再确认一下。

讨论和请教1：很多干扰可以软件补救，但是这种电磁干扰导致芯片复位软件是不是无能为力呢？复位脚悬空？复位脚接大电容到地？AVR复位脚接不解上拉电阻？

请教怎样防止这种电磁干扰导致的硬件复位。

5、试验问题五：我这个产品是使用液晶的，但是干扰源1经常会使液晶LCD屏花屏，我尝试刷新数据，可能液晶的原理跟数码管的差别，数码管干扰后刷新数据就OK，但是液晶花屏后刷新显示还是花屏的。可能要复位或者断掉液晶的电源，再刷新数据才能解决问题。

网上找到几点，也请网友们做补充：

1)主板上与ＬＣＤ模块接口的逻辑电路尽可能采用驱动能力强的芯片。

(2)ＬＣＤ模块的接口中,在Ｖｃｃ和Ｖｓｓ之间接一个0.1μＦ的滤波电容。

(3)ＬＣＤ模块的工作电流很小,为几个ｍＡ,但其背光部分所需要的电流远大于其工作电流,最好将工作电源和背光电源分别走线。

(4)定期对液晶屏复位(通过/ＲＥＳ引脚)可以保证液晶显示屏长期工作的稳定性。

请教：液晶抗干扰措施？

抗干扰实在太重要了，请网友把试验心得多共享，这样我们的MCU抗干扰技术水平才会提高。

donkey · 发表于 2006-12-18 18:04:25

顶一下,我也遇到复位问题,烦

FreeDriver · 发表于 2006-12-19 09:02:21

顶上去!

楼主碰到的干扰好象还比较强,我的应用中一直都未碰到比较猛的干扰信号,一直比较郁闷!看来什么时候空了自己要整出点干扰来.

个人认为电源的处理是比较重要的可能也是大家最熟悉的,板子的布局布线往往比软件上的处理来得重要,如果硬件上的失误导致片子的复位,即使软件做的再好也是有一定影响的,当然还是应当多从软件上下功夫,但个人时常觉得做软件考虑得太多,代码就变得复杂罗嗦得多,一点都不爽,不知大伙是怎么弄的?

AVR我刚用不久,以前用51,通常有内部复位功能的片子我都使用内部复位,外部管脚都接成上拉电阻加下拉电容形式,有内部上掉电检测的一定会开启,没有的尽量使用外部监控芯片.楼主在片子管脚并大电容的方式,个人觉得最好不要直接连接要有小电阻隔离,不过如果真因为必须用这个电容而导致按键反映迟钝的话,那我宁可让我的产品报废.液晶花屏我也碰到过,不过那是因为布线极不合理导致的,个人比较赞同定时复位的方法.

另外随便聊聊,个人以前多用Philips的片子,感觉相同情况下,AVR的抗干扰能力要差得多,不过性价比高,这也是我继续使用的原因.

lhlmm · 发表于 2006-12-19 12:32:29

petertan · 发表于 2006-12-19 17:24:37

干扰复位的问题是最头疼的，不知道应该采取什么措施来对付。硬件上应该怎样做？软件上能做些什么？

因为我面对的是强干扰的工控领域。是一些环境很差很差的。

针对按键输入、传感器输入容易受干扰，输出控制继电器有时候被干扰得又吸合又断开

我有个想法：想在单片机的所有慢输入慢输出并接220uF电容到地，增强控制的可靠性，大家觉得怎样

petertan · 发表于 2006-12-20 15:39:27

自己顶一下。

sky_520 · 发表于 2006-12-20 17:59:06

我个人觉得：

按键输入大多软件可以解决，传感器的信号可以整形处理后送MCU，输出的可以增加刷新率

petertan · 发表于 2006-12-21 15:41:04

快要再做试验了，请高手多说几句

jzyy · 发表于 2006-12-21 20:39:07

MCU的无任那一只脚,你焊上长一点的引线且在此引线上加强干扰脉冲,MCU都有可能复位,低电压复位功能开启时更明显.不是只有电源会串入干扰,I/O口受到干扰也会使芯片复位的.

复位端有长引线会使抗干扰能力很差,很易复位.

xiaobendan · 发表于 2006-12-22 08:04:40

我的扳子输入信号只有一个1K的电阻和104电容做RC，I/O没有上拉。BOD使能。接开关的引线长度大约30厘米，然后用氩弧焊的焊针直接对输入空间放电，可以看到在行程开关的脚上的火花大概2-3毫米的样子，火花频率大概30-40HZ的样子，连续3秒没有复位，但是遗憾的是LED显示乱了，我用164扩展，动态扫描。板子的VCC（+5V）是和220V的一端相连接的。动态显示每2MS对164操作一次，但是却无论如何也不能自动恢复，只有切断整个电源，然后再打开，才能使其恢复。请教大家扩展显示有没有其他的办法？用595会好些吗？

用单个脉冲干扰测试时发现显示有时会闪一下，把164的CLK端接一个103的电容会好很多，但是上面的板上就有这个电容的。

ljxh401 · 发表于 2006-12-22 10:49:46

好帖子顶一下支持英强兄

楼上的164当机我觉得可能不大

是不是你的MCU跑飞了

加个看门狗试试

petertan · 发表于 2006-12-22 12:39:11

谢谢ljxh401 老战友的支持。

抗干扰试验是我们两个一起接触去做的，我准备连续两个星期都去做，做了写份总结出来继续讨论

xiaobendan · 发表于 2006-12-22 12:39:14

看门狗我打开了，内部的，程序没有跑飞，因为输出及输入的逻辑都是正常的并可以控制。按键扫描也正常，关机按键按下后可以关掉所有的输出和显示，再打开仍然是乱的，所有的LED段都亮了，乱跑一些根本看不清的数据。按键的扫描驱动就是显示的扫描信号。在这样的干扰的情况下，偶尔可以看到PCB上的某处会产生拉弧，位置离CPU有7-8厘米的样子吧。我在想用一个IO控制164的电源，然后定时给他断一下再接通是否会有效果呢？或者直接用CPU驱动吧，IO不够用！

petertan · 发表于 2006-12-22 14:22:12

我也常用164来控制LED的，164只是逻辑门，乱了之后刷新了就没事了的，不明白你说的问题

xiaobendan · 发表于 2006-12-22 18:07:12

我的开关机按键是直接连到I/O上的，关了以后扫描信号停止，164的输出全部为0，LED是共阴的，连同指示灯共4位，相机带去上海了，回来后我可以设法弄点照片上来。动态扫描显示的，每个扫描周期数据被刷新4次。问题是在客户那边没有示波器看不到关了之后164还有没有输出，总之开机之后是乱显示的，切断电源后再接通恢复。

petertan · 发表于 2006-12-25 09:34:19

这个周末试验，

1、在电源～12V交流输入加一个买的滤波器然后再输入整流，电源应该会干净一点，

2、然后软件上不是一检测到输入信号就马上控制继电器改变动作，而是检测到一次状态变化后，再检测多一次确认一下，确实输入改变了才控制继电器动作。

这样解决了电机运行过程中，控制继电器又吸合又断开的不稳定危害现象。把工厂的电容补偿关掉，运行过程中扰7圈的交流接触器干扰（即制造干扰源1和2），试验了很多次没有一次有问题。问题算是解决了。

但是新问题又发现了，我的系统是检测到输入信号变化，就控制相应的数据。用了一段时间（有时候很快有时候很久才出现），系统不检测数据，貌象死机，我猜是干扰把单片机干扰死机了，我的程序里面有看门狗但是没有起到作用，但是我没有仔细研究过看门狗是怎么用法，我觉得自己是乱喂狗的，请教网友们关于看门狗喂狗一般有什么技巧的？

因为不知道单片机死机在什么地方，我也打算下个星期在程序里面加一些串口打印的数据，如果单片机死机了，我想串口打印的数据也应该停了，通过在程序不同位置打印不同的数据，想尝试探测死机是死在什么地方。
-----此内容被petertan于2006-12-25,09:35:44编辑过

xiaobendan · 发表于 2006-12-25 12:29:36

换个地方喂喂看嘛

其实狗狗好象起的作用很小

如果干扰不是很强，那么会直接引起复位。

如果很强，死机了，那么即使你用外部复位都无法使CPU恢复工作的，更不用说狗狗了。

比如你这样试，用一个0.1uF的X2电容，充2KV电压，然后拿到CPU中心上方不足1CM处放电，若没有死的话，就再靠近点，注意，不要太近了，会直接把CPU搞坏的。若死了，你试试外部复位是否能让他恢复！

sky_520 · 发表于 2006-12-25 12:35:20

如果环境真的很恶劣，我建议加个外部的狗，内部有时候是会起作用的，我们做电梯的，都不有内部的狗。

petertan · 发表于 2006-12-25 17:40:54

今天突然发现，自己虽然在程序中加了使能看门狗和喂狗，但是烧程序的忘记了配置熔丝中的WDTON为打开，估计没配置它打开，看门狗根本没有作用。下星期再回去试试看

petertan · 发表于 2006-12-25 18:46:47

我自己搞错了，看了datasheet，如果WDTON默认设为1，看门狗是由软件控制的，而不是不工作，为0是看门狗始终工作的意思。看来狗喂得太饱导致它不会叫死机的时候不会复位

petertan · 发表于 2006-12-27 14:11:15

顶一下

cubwolf · 发表于 2006-12-27 15:30:04

做个铁壳子将系统控制板罩起来妥善接地外界联系低俗的大电流的用光电隔离

一点接地多加退耦电源下功夫

JAMESKING · 发表于 2006-12-28 00:23:56

21楼正解。

joson · 发表于 2006-12-28 13:03:46

支持楼主

petertan · 发表于 2007-1-4 15:22:03

元旦又做了试验进一步查明原因。

我的系统是mega8控制PT2262，然后PT2262跟十几块PT2272通信，各PT2272的应答信号分时传回到单片机。

我原来以为看门狗没起到作用单片机死机了，但是后来发现，但PT2262无法与PT2272正常配合工作。导致系统无法正常工作，这个时候单片机是没死的，按按键显示一切都正常。

换句说是PT2262和PT2272死机了。PT2262这种死机很特殊，我暂时也定位不到是什么让它们死机的。我做过两整天干扰试验，怎么干扰都不出现PT2262的死机，但是有时候在家试机一点干扰都没有也出现，有时候等一天不死，有时候一会儿就死。

以前PT2272死机我也很困扰，因为它有应答信号返回单片机，单片机软件一检测到应答返回信号异常就用一个IO控制三极管让PT2272放一下电（0.5秒放电以后），这样解决了PT2272的死机问题。PT2272又正常工作了。

但是PT2262我就没办法知道应该怎样解决好了？单片机只是控制它发送信号到PT2272，但是单片机无法知道它是不是死机（没发送信号）而又放放电让它复位。

不知道各位网友有没有遇到PT2262 和PT2272的死机问题？有无什么解决方法？谢谢

acr8 · 发表于 2007-1-4 18:15:37

楼主：

请教一下，我用外卖的5V开关电源（40多块大洋）是不是还一些。

russe8209 · 发表于 2007-1-4 19:58:43

1.印制板电源在整流输出端首先加高压瓷片电容连至机壳地（通过印制板）、然后经过共模抑制电感，这样就可以把电源里共模及高频信号除掉

2.印制板布线同一功能模块的线尽量顺成一缕，电源层及地层覆铜时尽量处处相通（尤其地层）

3.软件不同的功能模块设置计数器，功能正常时计数器清零，异常时计数器自加，当计数器值达到某一预定值时，功能模块重新初始化。液晶显示最好是全屏数据刷新，这样的好处避免出现乱码。在ram建液晶显示数据缓存，这样的坏处是需要占用很大的ram空间，我用240x128液晶建立3K多的缓存数组。现在的液晶一般都有忙检测标志，如果检测到忙标志，单片机跳出等待，处理其它数据，下次循环继续检测忙标志，这样的前提主循环时间必须很短。液晶显示（ATmega128、240X128液晶），我用楼主干扰源1反复试验，未发现单片机复位及液晶显示乱码，按键工作正常。

russe8209 · 发表于 2007-1-4 20:10:16

背光灯没必要什么时候都打开，当按键一段时间无动作时，关断背光灯电源，液晶本身耗电很少的。

petertan · 发表于 2007-1-5 09:28:44

acr8 网友好！

40多块开关电源应该算不错的了，我觉得这个成本太高了，还是用7805等三端稳压，最多跟他配个大的散热片，在电源方面我最近解剖了一种电源滤波器，拆开一看就是一个电感和几个电容，我把它集成在PCB上，效果还可以，比原来好了。

关于PT2262和PT2272的死机问题和解决方案，继续请教大家

petertan · 发表于 2007-1-5 09:44:03

russe8209网友好！

首先感谢你有见地的建议，学习了。

但是液晶花屏的问题我做试验的结果跟你不一样。

我用mega16控制12864。我已经是定期整屏刷新数据，

但是用干扰源1 干扰数据一旦乱码后，无论怎样整屏刷新数据都没用，

我想只能通过液晶的RESET信号把它复位了，麻烦的是我每次初次化都必须往显示RAM写数据。比较麻烦。

russe8209 · 发表于 2007-1-6 09:56:30

现场仿真，看看是程序还是液晶的问题

petertan · 发表于 2007-1-8 17:27:21

自己再顶一下。

最近有个新需求：就是运行过程中突然断电要把脉冲数保存的需求，请问大家有没有什么好的方案：

例如：1、备用电池

2、靠大电容的放电保存数据到EEPROM

本人比较倾向于大电容方案，具体实现请教大家。谢谢

chenjianlin · 发表于 2007-1-8 17:43:22

大电容对于有大的负载没有用。

xiaobendan · 发表于 2007-1-9 13:02:53

几个字节要保存？

petertan · 发表于 2007-1-9 14:18:20

我只需要保存2个字节的数据。

大负载主要是12864液晶＋4位的数码管

我打算用一个10000uF的电容
-----此内容被petertan于2007-01-09,15:09:32编辑过

chenjianlin · 发表于 2007-1-9 14:21:19

最好芯片电源和负载电源分开，就不需要了

benladn911 · 发表于 2007-1-9 14:21:30

【34楼】 petertan 谭英强

加掉电检测，检测到掉电马上关闭LED显示，LCD是没法关了（静态电流就减不了），这样电容放电会慢点，然后保存数据。前提像你说的电容要足够大。

ry-china · 发表于 2007-1-9 17:05:48

楼上那位有测试干扰的设备

petertan · 发表于 2007-1-9 19:22:50

感谢chenjianlin网友和 benladn911 AVR猎手网友的高见。

我准备吸收两位的意见，分开两路7805，1路供应单片机，一路供液晶和LED数码管。

另外在交流12V整流后不接大的电解电容直接接一个104p电容，用两个360欧姆电阻分压，中间电压接到mega16 的中断脚INT2，这样，因为这路电源因为没电源很快就下降产生下跳沿中断2，不知道在中断服务函数里面直接调用写EEPROM函数行不行？

PT2262和PT2272用得久死机问题不知道大家有无遇到过。继续发表一下高见。谢谢

petertan · 发表于 2007-5-21 10:00:30

各位大佬;

小弟最近做的mega16控制12864的控制建筑升降机的产品饱受干扰问题。想请教各位有经验的兄弟。

1、mega16单片机复位。老问题了。我的mega16引脚是悬空的，

试验问题四：单片机给干扰源1干扰导致硬件复位的问题。

（1）制作成PCB板的mega8（复位脚悬空）用干扰源1的线扰了10圈，试验了两天几百次人工干扰1基本上没有复位过。

（2）在制成PCB电路板上焊接的mega16（复位悬空或者复位端接一个104P电容到地）令一套系统，扰两圈都顶不住了频频硬件复位。

（3）AT89S52（复位脚接开关复位，电容是10uF）扰两圈，也很频繁地硬件复位。

2、我的mega16控制其中三个12V的继电器再控制交流接触器，譬如慢速启动，就上升和慢速继电器吸合、快速继电器断开，然后慢速转快速就上升和快速吸合，慢速断开。在慢速转快速的时候我的转换是没有延时的，这个时候MCU经常受干扰而自动停机、液晶乱屏或复位等。

3、12864液晶显示字的顺序变了，直接用导线干扰的话还会花屏，液晶是采用串行传输方式，MCU所在电路哪里通过连接插线插到液晶屏那里。

请各位指出问题，并给我提出意见和指教。谢谢！～

h6003043 · 发表于 2007-8-25 23:15:11

看看mega16单片机复位脚的参数，需要的最短复位时间有多少，再查查mega8的，如果是一样的话，就去查查mega16有没有接受射频的“天线”。

aliang266 · 发表于 2009-3-13 21:53:25

用铁盒把电路板封闭好；继电器灭弧很重要

dingwei · 发表于 2010-2-1 09:11:11

单片机干扰记号

marshallemon · 发表于 2010-2-1 12:18:26

好贴，MARK

xiaobendan · 发表于 2010-2-9 15:19:17

挖挖挖！

zhames · 发表于 2010-2-9 20:01:38

mark

sharpufo · 发表于 2010-3-28 20:59:59

mega16复位脚悬空？
最好是要上拉和对地接104电容吧。上拉个10K电阻再试试.

zqd311107 · 发表于 2010-3-29 10:52:08

反反复复放放风反反复复反反复复反反复复反反复复反反复复反复

whl763 · 发表于 2010-12-5 21:04:12

PCB的GND走线关系很大

cnzhy88 · 发表于 2011-1-21 00:20:19

我现在也碰到这个问题....我现在用的主控为ST7565的液晶在某个环境下会白屏..有时会出现液晶内部升压电路烧毁..与液晶相连的单片机引脚击穿,这是什么原因现在还在查找中....
楼主说的LCD花屏的问题..刷数据还是不能正常显示..最好是看下单片机管脚死了没..这个问题我有碰到过的...LCD花屏时单片机的定时复位没办法复位LCD要复位单片机主芯片才能正常工作,并这个复位要外部管脚复位信号...有试过.用内部看门狗,及软件使能复位都不能让系统正常工作..

REMAKE · 发表于 2011-1-21 09:11:42

抗干扰记号

xiaobendan · 发表于 2011-1-24 11:53:02

厉害的干扰导致的死机问题，硬件复位也无效的，只能关闭电源再打开

updown · 发表于 2011-1-24 13:57:22

remind

lylatyou · 发表于 2011-1-24 18:44:53

试验问题一：电源要隔离，控制回路要隔离，信号源输入要隔离，隔离电压最好大于1000V，线包必须并联灭弧二极管，布板差分回路围成面积要最小化，能用低速光耦就不用高速光耦，光耦能用晶体管输出就不用逻辑门输出。绝对给力。

试验问题二：你在开关接点上光用电容是不对的，可能造成IO上产生负电压，应该串联一个电阻做成CR吸收器，按钮到处理器IO之间用磁珠、小陶瓷电容搭一个LC滤波器，同时软件里面做抖动滤波，比如检测到按下时，每隔5毫秒重新检测一下电平状况，连续检测3次，如果都是按下的，即处理。绝对给力。

试验问题三：同试验问题二，如果是外部输入的信号来触发中断，用光耦隔离，效果巨好，因为干扰信号没有足够能量驱动光耦的二极管的，直接给挡在光耦外面了。

试验问题四：还是差分回路布线面积的问题，差分线路布线回路面积越大，受到空间变化磁场干扰时，产生的差模干扰电流就更大（高中不就学过的嘛）。

试验问题五：LCD里面也有处理器和内存，要做好屏蔽工作，LCD的金属外壳要可靠接地，数据线如果是用线缆形式，应该加磁环，走PCB的话，线路两头最好也加上磁珠阵列和抗反射电阻。考虑到你的系统控制电流小，也就是阻抗大，控制回路可能还较长，感应电流流过大阻抗负载易产生瞬态高压导致死机，你更应该为LCD的供电、控制线做限压箝位措施（ZENER阵列）。

wpnx · 发表于 2011-1-24 19:47:40

mark 学习

yjysss · 发表于 2011-12-26 21:15:12

mark 抗干扰

chenbb8 · 发表于 2012-1-15 22:59:23

马克

fuliaokai · 发表于 2012-2-23 19:34:34

标记一下！

KevinLee · 发表于 2012-2-23 21:10:15

学习了。

chengtina · 发表于 2012-2-25 12:55:33

我必须好好消化下，我碰上一都弄得要疯了

kiracl · 发表于 2012-2-25 23:10:04

mark

tangmintm8013TM · 发表于 2012-11-13 11:02:39

这个问题很难处理！
学习了

cyq001 · 发表于 2012-11-13 11:58:32

这个要顶一下

gxy508 · 发表于 2012-12-1 21:44:44

留个记号，研究研究

hongguan · 发表于 2013-10-31 12:12:50

学习了，谢谢了！！！！！！！！！

liuruoshui · 发表于 2013-10-31 12:43:05

这样的帖子很好！特别是一些问题都是由很简单的原因造成的！

brieve · 发表于 2013-12-26 21:21:48

学习了。

yangxilanmcu · 发表于 2019-5-10 15:13:33

单片机抗干扰试验和解决方法总结报告和问题请教讨论

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