Встраиваемые системы. Проектирование приложений на микроконтроллерах семейства 68HC12/HCS12 с применением языка С

Микросхемы CMOS семейства «HC» имеют чрезвычайно высокое входное сопротивление. Это происходит из-за изолированного затвора на входах устройства. Эти затворы могут быть повреждены при неверной установке микросхем. Хотя затворы CMOS имеют встроенные схемы защиты, были разработаны общие процедуры установки CMOS, чтобы минимизировать возможность повреждения. Эти процедуры установки основаны на предотвращении приложения большого статического напряжения к выводам затворов. Вот краткий обзор этих правил обращения:

• Носить заземленную полоску на запястье во время как установки устройств CMOS. Эти полоски можно легко приобрести у ряда электронных компаний;

• Хранить устройства CMOS в оригинальных контейнерах до использования. Эти контейнеры были разработаны, чтобы предотвратить повреждения статическим электричеством;

• Использовать устройства CMOS на заземленном месте для размещения тестирующих элементов;

• Использовать при пайке только заземленные паяльники;

• Не вынимать, и не заменять устройства CMOS при включенной схеме;

Если эти правила обращения добросовестно исполняются, то схемы CMOS защищены от случайных повреждений. Кроме правил обращения, имеются также некоторые рекомендаций проектированию, которым необходимо следовать.

6.2.2. Рекомендации по проектированию на CMOS

Рассмотрим некоторые рекомендации, позволяющие обеспечить грамотное проектирование интегральных микросхем на базе CMOS.

• Часто при проектировании встроенной системы, имеются несколько неиспользуемых вводов процессора. Вы не можете игнорировать эти вводы. Они должны быть правильно подсоединены к питающему напряжению процессора через резистор (4,7 кОм) или заземлены. Далее в этой главе, мы рассмотрим проблемы, возникающие при неправильном подсоединении этих выводов.

• Встроенная система на базе CMOS часто монтируется на печатной монтажной плате (PCB), связанной с другими платами через соединители.

Когда внешние соединители PCB связаны непосредственно с входами или выходами устройства CMOS, должен использоваться добавочный резистор. Эти последовательно включенные резисторы минимизируют повреждения из-за статического электричества при стыковке и расстыковке соединителей PCB.

• Как мы видели в предыдущей главе, устройства CMOS должны использоваться только в границах нормированных электрических параметров. Если при разработке выйти за пределы этих спецификаций, схемы могут работать неправильно.

Вы, вероятно, чувствуете себя теперь достаточно подготовленными. Вы понимаете и можете применять методы проектирования CMOS, и знакомы с концепциями связи с помощью интерфейса из предыдущей главы. Однако вы можете следовать всем этим правильным рекомендациям, и, тем не менее, ваша система все-таки будет работать неправильно. Это приводит нас к следующему разделу, посвященному помехам системы и способам предотвращения и снижения их влияния.

6.3. Исследование помех

В этом разделе мы тщательно исследуем Немезиду проектировщика — помехи! Мы ответим на следующие вопросы: Что представляют собой помехи? Что является их источником? Какими удачными действиями при проектировании можно минимизировать чувствительность к помехам?

6.3.1. Что такое помехи

В самом простом смысле, помехой является любой нежелательный сигнал, не принадлежащий системе. Источники этих нежелательных сигналов могут быть внешними или внутренними по отношению к системе. Например, таймер на базе кристалла, необходим для системы процессора. Однако, когда сигнал таймера обнаруживается в других частях системы, где его не должно быть, он рассматривается как помеха. В любой схеме необходимо знать источник помех , потому что это знание поможет вам определить наилучший способ избавиться от них. На рис. 6.4 приведен краткий обзор источников помех.

Рис. 6.4. Источники помех

• Разряд электростатического электричества (ESD): ESD может в основном быть определено как статическое электричество. Как уже упомянуто, в устройствах CMOS при воздействии статического электричества может быть поврежден затвор. Статическое электричество проявляется, когда два объекта с зарядами различных знаков входят в соприкосновение.