第10章 单片机可靠性设计.ppt

文档介绍：可靠性设计
减少系统的错误或故障,提高系统可靠性的措施如下:
①采用抗干扰措施,提高系统对环境的适应能力;
②提高元器件质量;
③采用容错技术。
1. 抗干扰措施
(1) 电源噪声及其抑制方法
①安装电源低通滤波器,并用带屏蔽层的电源变压器,与其它供电电路相隔离
②交流电引进线应尽可能短,引进接口靠近变压器和低通滤波器,防止交流50Hz信号对系统的干扰。
③电源变压器的容量留有一定余地。
④采用性能优良的直流稳压线路,增大输入/输出滤波电容,减少电源波纹系数。
⑤逻辑电路、模拟电路的布线尽量分开,供电电源各有良好的退耦电路。
⑥系统中逻辑地、模拟地应一点相连,外壳地线和公共地线应分开走线,若允许直接相连,应在某一点可靠地相连,否则用1~10F的电容相连。
(2) 输入/输出通道的干扰及其抑制方法
①使用双绞线。
②使用光隔离电路。
在噪声电平较大的地方,光电隔离器作为数字量、开关量的输入/输出隔离电路,能受到良好效果。
③终端阻抗匹配。
当数字信号进行远距离传送时,可以使用平衡输出的驱动器和平衡输入的接收器,使阻抗匹配,以提高信号的质量。
(3) 电磁场干扰及其抑制方法
①对干扰源进行电磁屏蔽(如变压器、继电器等)。
②对整个系统进行电磁屏蔽,传输线采用屏蔽线。
2. 提高元器件的可靠性
提高单片机应用系统中所有元器件的质量,以提高系统内在的可靠性,这也是关键性的措施。系统硬件设计和加工时应注意如下一些问题:
①选用质量好的接插件,并设计好工艺结构。
②选用合格的电子元件,并进行严格的测试、筛选和优化。
③设计时技术参数(如负载)留有一定的余量。
④提高印板和组装的质量。
软件设计
1、软件研制过程
开始
问题定义
软件结构设计
建立数学模型
画出程序流程图
编写程序
汇编
在线仿真调试
程序错否?
修改程序
结束始
固化到EPROM
N
Y
图10-8 单片机软件研制过程
2. 问题定义
问题定义阶段是要明确软件所要完成的任务,确定输入/输出的形式,对输入的数据进行哪些处理,以及如何处理可能发生的错误。
首先要定义输入/输出,确定数据的传输方式。数据传输的方式有串行或并行通信、异步或同步通信、选通或非选通输入/输出、数据传输的速率、数据格式、校验方法以及所用的状态信号等。它们必须和硬件逻辑协调一致,同时还必须明确对输入数据应进行哪些处理。系统对输入/输出的要求是问题定义的依据。
把输入数据变为输出结果的基本过程,主要取决于对算法的确定。对于实时系统,测试和控制有明确的时间要求,如对模拟信号的采样频率、何时发送数据、有多少延迟等。
3、软件结构设计