PIC单片机应用系统可靠性技术研究.pdf

第13卷　第3 期　 山东交通学院学报 Vol. 13 No. 3 2005 年9 月　 　 　 　 　 　 　 JOURNAL OF SHANDONG J IAOTONG UNIVERSITY 　 　 　 　 　 　Sep. 2005 PIC 单片机应用系统可靠性技术研究 陈国先 (福建信息职业技术学院 ,福建 福州　350003) 摘要 :PIC 单片机在抗干扰、安全可靠性方面采取了许多措施。分析了 PIC 单片机应用系统中充分发挥其自身 抗干扰作用的措施 ,通过编程序时增加必要的指令或程序可以投资少、见效快地提高系统可靠性。 关 　键 　词 :PIC 单片机 ;抗干扰 ;可靠性 ;指令 ( ) 中图分类号:TP368. 2 　　　　　　　文献标识码 :A 　　　　　　　文章编号 :1672 - 0032 2005 03 - 0074 - 03 　　PIC 单片机具有实用、低价、指令集小、简单易学、低功耗、高速度、体积小、功能强、可靠性高等特 点[1 ] 。PIC 单片机应用系统的可靠性需要从软件、硬件以及结构设计等方面全面考虑。硬件系统的内部 可靠性设计是单片机应用系统可靠性的基础 ,针对 PIC 单片机的内部设计众多研究者在抗干扰、安全可 靠性方面采取了许多措施。为提高 PIC 单片机应用系统的可靠性 ,首先要充分发挥其自身的抗干扰作 用 ,其次增加某些必要的指令或程序。 1 　发挥单片机自身的抗干扰作用 1. 1 　合理选择系统时钟 ( ) PIC 系列单片机的系统时钟 也称主时钟或时序 频率为 0～20 MHz ,有 4 种类型的时基振荡方式 ,每 一种时基振荡方式可以设计成不同的时基频率 :外接电阻电容元件的阻容振荡方式 RC ,频率为 0. 03～5 MHz ;低频晶体振荡器/ 陶瓷谐振器振荡方式LP ,频率为 32. 768 kHz 或 200 kHz ;标准晶体振荡器/ 陶瓷谐 振器振荡方式 XT ,频率为 0. 2～4 MHz ; 高频晶体振荡器/ 陶瓷谐振器振荡方式 HS ,频率为4～20 MHz 。按 外接元件及其接线方法的不同 ,分为外接晶体振荡器/ 陶瓷谐振器、外接 RC 、外接时钟电路 3 种情况[2 ] 。 用户可以根据 PIC 单片机应用系统的性能、价格、应用场合等因素选取时基振荡方式和外接方式。 从可靠性方面考虑 ,外接时钟是高频噪声源 ,除了能对本应用系统造成干扰之外 ,还可能对外界产生干 扰。频率越高越容易成为噪声源 , 因此在符合系统性能要求的前提下应尽量采用低频率的系统时钟。 在对系统可靠性要求很高的应用系统中 ,选用频率低的 PIC 单片机是降低系统噪声的方式之一。 1. 2 　设置各种复位功能 应用系统的可靠性与复位系统关系密切 ,PIC 系列单片机主要有以下几种复位方式 : ) 1 上电复位。每次 PIC 单片机加电时 ,上电复位电路都要对电源电压 VDD 的上升过程进行检测 , 当 ( ) VDD上升到规定值 1. 6～1. 8 V ,就产生一个有效的复位信号 ,经 72 ms + 1 024 个时钟周期的延时才会使 单片机复位。如果 PIC 单片机的内部上电复位功能满足不了要求 ,可以外接阻容延时电路 ,使/ MCLR 引 脚上的低电平维持足够长的延时时间。 2) 人工复位。单片机在执行程序期间 ,只要在/ MCLR 复位端加入一个低电平信号 ,就会使其复位。 设置人工复位开关 ,可以在单片机出现死机的情况下 ,利用人工复位开关强行单片机复位 ,使程序重新 开始运行。 3) 掉电检测复位。在PIC单片机应用系统中 ,若市电电压波动和电源干扰 ,会造成单片机执行程序 收稿日期 :2005 - 03 - 21 　　 ( ) 作者简介 :陈国先 1953 - ,男 ,福州人 ,福建信息职业技术学院高级讲师.