新闻中心

EEPW首页 > 嵌入式系统 > 设计应用 > 单片机可靠性设计的解决方案-硬件篇

单片机可靠性设计的解决方案-硬件篇

作者:时间:2014-04-29来源:网络收藏

单论硬件系统设计解决方案,一般从三个方面分析:优选设计方案、增加冗余和容错率、采用硬件抗干扰。本文详细的介绍了优化这三个方面对单片硬件可靠性带来的好处。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/246153.htm

1、选优设计

在系统硬件设计和加工时,应该选用质量好的接插件,设计好工艺结构;选用合格的元器件,进行严格的测试、筛选和老化;设计时技术参数(如负载)要留有一定的余量或降额使用元器件;提高印制板和组装的质量。

2、采用硬件抗干扰措施

来自供电系统以及通过导线传输、电磁耦合等产生的电磁干扰信号,是系统工作不稳定的重要因素,在系统硬件设计时必须采取有效的干扰抑制措施。应用系统中还常使用系统监视电路检测系统发生的错误或故障,自动报警或使系统自动恢复正常工作状态。如采用电源故障监视、看门狗定时器等采用89C51单片机和X25045组成的看门狗电路,X25045硬件连接图如图所示。X25045芯片内包含有一个看门狗定时器,可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动,则X25045将从RESET输出一个高电平信号,经过微分电路C2、R3输出一个正脉冲,使CPU。如图1所示电路中,CPU的信号共有3个:上电(C1、R2),人工复位(S、R1、R2)和Watchdog复位(C2、R3),通过或门综合后加到RESET端。C2、R3的时间常数不必太大,有数百微秒即可,因为这时CPU的振荡器已经在工作。

 

 

看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定,通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。编程时,可在软件的合适地方加一条喂狗指令,使看门狗的定时时间永远达不到预置时间,系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞,用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时,则看门狗定时时间很快增长到预置时间,迫使系统复位。需要注意的是,在程序正常运行的时候,应该在适当的地方加一条喂狗指令,使系统正常运行时的定时时间达不到预置时间。系统就不会复位。

3、冗余与容错设计

保证单片机应用系统100%无故障是不可能的。容错是指当系统的某个部件发生故障时,系统仍能完全正常地工作,即给系统增加容忍故障的能力。为使系统具有 容错能力,必须在系统中增加适当的冗余单元,以保证当某个部件发生故障时能由冗余部件接替其工作,原部件修复后再恢复出错前的状态。硬件冗余设计可以在元 件级、子系统或系统级上进行。



关键词: 单片机 复位

评论


相关推荐

技术专区

关闭