PCB排版对提高单片机应用系统可靠性的研究.pdf

第卷第期
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年月安徽机电学院学报
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文章编号:%$$& ’(#"$ )#$$# * ’$! ’$$!" ’$"
+,- 排版对提高单片机
应用系统可靠性的研究
安宗权,汪云祥
) 安徽工程科技学院机械工程系,安徽芜湖#"%$$$ *
摘要:可靠性设计是单片机应用系统设计的重要内容,它保证在规定使用条件下,系统具有良好的
运行可靠性与安全性. 印刷电路板+,- 是单片机应用系统的核心部分. 在建立单片机应用系统可
靠性设计模型的基础上,提出了+,- 可靠性设计应包括总体设计、布线设计和+,- 尺寸及器件布
置,并介绍了提高+,- 可靠度的方法.
关键词:可靠性;+,-;设计模型;电磁兼容性;平均无故障时间
中图分类号:/+!$#. 0 文献标识码:1
引言
单片机应用系统是具有智能化的体系结构和嵌入式计算机的系统,其设计是功能性设
计、产品化设计和可靠性设计的三位一体. 其中,可靠性设计是单片机应用系统在规定的条
件下,能够准确无误运行的保障. 印刷电路板+,- 因其电气性能好,工艺结构合理,而且体积
小,重量轻,价格便宜,而被广泛采用在单片机应用系统中,它的抗干扰能力将直接影响整个
系统的可靠度.
% 可靠性设计模型
客观世界中,从激励到响应的运行过程可以有多样化,即方法的多样性. 但在具体的程
序设计过程中,只能选择其中的一个过程,即具体过程的唯一性,并符于其可靠性设计的指
标. 在单片机应用系统中,要使系统内各设备和元器件都能正常工作,互不干扰,具有良好的
电磁兼容性. 系统可靠性设计模型如图% 所示,对应其串联系统可用平均无故障时间) 2/-3*
来描述:
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2/-3 4 !
"#" !"
" 4 %
其中, 为第个器件的使用数量; 为
#" " !"
第" 个器件的故障率.
+,- 作为单片机应用系统的核心部
图单片机应用系统的可靠设计模型
分,其前、后通道与外部电源系统、5 6 7 %
收稿日期:#$$% ’%$ ’#8
作者简介:安宗权)%8&P ’*,男,安徽铜陵人,助教.
第! 期安宗权,等:#$% 排版对提高单片机应用系统可靠性的研究· !"·
接口电路及伺服机构相连,内部印制导线及印制板上器件的布置,都将影响导线的公共阻抗和
空间电磁场干扰,形成系统的重要干扰源& 因此,#$% 的可靠性设计应包括总体设计、布线设
计及#$% 尺寸、器件布置等内容&
’总体设计
为提高单片机应用系统可靠性,需要使系统和设备在共存的环境中互不发生干扰,最大限
度地发挥其工作效能& 在排版#$% 时,充分考虑电磁兼容技术,采取主动预防、整体规划,对
抗和疏导相结合的原则&
’& ( 总体布局
排版#$% 时,根据电路类型进行总体布局规则& 将系统
划分为)$*、模拟电路、数字电路、功率驱动四部分,按图’
布局,以降低数字噪声对模拟电路的耦合和大功率电路的噪
声干扰&