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pic单片防静电能力及防静电技术

发布时间:2020-05-16 发布时间:
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关于16F914抗静电放电。。。。。。
最近做了个项目,用16F914,就几个按键,几个数码管,几个输入信号(数字信号)处理。板子脉冲群测试很好,4kV都没问题。就是静电放电,耦合怎么打都过不了6kV,以前用过的16F72,16F73,16C57都很好15kV轻松过,各位达人有什么高招啊,谢谢~~
试过方案:
1:MCLR上拉10k、串联一个1k电阻,0.1uf电容到地。
2:MCLR上拉1k、串联一个200电阻,0.1uf电容到地。
3:MCLR上拉1k、0.1uf电容到地。
4:MCLR上拉4.7k、串联一个1k电阻,0.1uf电容到地。
5:禁止MCLR,MCLR脚下拉一个1k电阻到地,电阻并一0.1uf电容。
以上都试过,怎么也打不过去,实在不行我只好换16F74+24C02来搞了,晕,代码都写好了。。
PCB我布的比较小心,应该没什么问题啊,我用过的AVR的EFT,ESD测试都是超强啊,PIC的16fxxx怎么会这样呢,是不是还有什么没注意到啊?

打一下数码管就黑一下,单片机复位,晕实在晕表现和以前16F57 时如出一辙。。。 

单片机接去耦电容了嘛?

接在什么地方,远吗?


加了,0.1uf+10uf很近,近的不能在近了,PCB严格按照单片机常用的布线方法。
建议增加EMC技术专栏,现在新出的一些片子功能很不错可是16F***抗干扰都很垃圾,我现在都不敢用这些新片子。主要是静电放电,以前microchip的客服跟我说在输入口串一个1k电阻,我想如果这样的话那设计真的需要很小心(芯片外围包者一圈电阻???)。我用PIC三四年了,算是个老用户了我现在很困惑,如果这个问题得不到解决的话,下次开发新项目真不敢用了。因为这不是我第一次碰到这个问题,而且我的两位同事在不同的项目中也都碰到这个问题了。。。。

支持!数字产品的抗干扰问题确实是最让人头痛的。


难道这个芯片出来这么久了就没人用过吗,用过的人就都很好吗,没出过这样的问题吗? 

  我在用。但是我不懂这些,呵呵。
我的项目对抗干扰要求也很高。看了这个有点怕,静电的不管,希望不要干扰到我的信号。。。 
脉冲群测试是用什么设备?直接打电源么.
静电放电选用的是什么设备?
输入信号端口抗干扰测试是用什么设备?


搞笑帖,多从自己身上找问题把……
俺大把大把用着PIC16F913/914呢,没有你说的问题……

1楼说的AVR的ESD性能比PIC16F91X强的观点只是你个人的看法,AVR的ESD是它的一个软肋,AVR的MEGA系列印象中似乎只有 MEGA16比较好一点,这你可以直接从AVR提供的手册中查到数据。

对于MCU来说,PIC的ESD性能远远比AVR强的,你那是气隙放电,所以可以用15KV测试,我手上的静电枪可以打到30KV,一般设计得当,过20KV是没问题的。

在这谈谈关于静电处理的常见方法,对付静电一般有如下几招:
1:要有足够的地面积,有了足够的地面积,还要注意要保证有足够小的地阻抗。
这可以从干扰的本质说起,干扰的实质是快速变化的电压或电流,归结到最好其实就是快速变化的电流引起‘地’的不稳定,当地阻抗越小,其能承受的干扰等级就越强,当地阻抗为理想的0阻抗时,就没有了干扰这个说法。
所以,这是第一注意的,一般布线规则强调地线要尽量粗点,也就基于此,当地线尽量粗,只是一种美好愿望,因为PCB都是有尺寸限制的,所以我们此时要学会计算地阻抗。
计算方法?
不需要真正的去计算,如果需要那么麻烦的去计算,就需要数学建模,这个模型还不一定准确,现在的电子产品开发时间就是生命,所以很多时候就得靠经验,经验怎么来?
这。这。。这。。。这需要你自己去总结,归纳,试验,但一般遵循以下的定理总是没有错,这个鼎鼎大名的定理就是欧姆定律,请自己思考一下地阻抗和欧姆定律的关系把……

2:在地阻抗已经是你能设计出的最小阻抗的情况下,我们已经没有办法将地阻抗再降低了,此时还有干扰怎么办?
很简单啊,两个字:距离,VCC和GND间有了距离所以安全,干扰和信号间有了距离可以平安,尽量增加可能引入干扰处的PCB到端口的距离,很多人布板的时候,喜欢铺铜,铺铜本身是一种良好的习惯,但不恰当的铺铜却会带来问题,例如,很多人铺铜的时候,铜层过于靠近板边缘,那么这就很危险,为什么?
请想一想:测试静电的时候,人们都习惯怎么做?
找缝隙啊,找结构上的缝隙,如果铺铜太靠近边缘,你说结果会是怎么样的呢?
3:如果上面两点你都处理不好,怎么办?
嘿嘿,听说过防静电胶吗?好象还有什么防静电纸什么的……
4:另外也要注意以下常规的硬件处理,产品的引入引出都需要做一些特别的处理,因为很容易从这个薄弱的地方引入干扰。
5:软件抗干扰?
那当然了,但这个话题太大了,要引开这个话题,那就太浪费俺的时间了,俺说它三天三夜也说不完,所以:不说了……
请自己思考把。

给你一些静电测试的案例参考一下(气隙放电,按CE标准测试):
MICROCHIP:一般都能做到15KV以上,但即使30KV测试,最多 MCU出现RST,在我的测试中未见击穿。
HOLTEK:一般能测试到8KV以上,超过15KV以后容易出现MCU被击穿的现象。
AVR:一般能也能测试到15KV以上,但不同型号间,还是有较多差异的,具体数据可参考ATMLE自己提供的一份有关接触放电的测试报告,我的PC上没有保留,可自己GOOGLE一下,超过20KV后偶尔出现击穿现象。
MOTO908系列:和PIC差不多,没见到什么区别
NEC:和AVR差不多,但不得不提的是,NEC的EFT测试比AVR要强一些(俺不喜欢日货,但希望中肯的对它评价一下)
ST:没测试过它的ESD,因为俺没用过这个厂家的MCU,但测试过一些厂家生产的样机,主观感觉,质量还可以
NXP:比AVR差点,但不是很明显,一般产品,设计得当也没什么问题
有一个4位机,相信大家可能有了解的,SINO也就是中颖,我用过69P42/43,KAO,EFT/ESD超猛,可惜是4位的,也可能正是因为是 4BIT,所以才能超猛…… 

谢谢,yewuy,如你所说我一直再自己身上找问题。我想我还是具有一定的布板经验也参考了MICROCHIP的EMC文档。啥也不说了,我很快就移植到 16F74+24C02了,这个片子我以前测试过比较好,用实践证明证明一下吧。AVR的我不知道你是怎么用的,但是AVR的复位端子加个电容后其EMC 性能确实不下PIC的16C57(我在实际项目中测试过的)。另外防静电纸我不想考虑,如果到这个地步只能证明设计的失败,那么我只想重来。


俺也曾经大把的用过16F74
但16F74用的人似乎不多,出货有的时候有问题,而且16F74价格和性能都不怎么样,所以,俺已经淘汰它了……

还有一个MCU俺没说,那就是MSP430,这个东西比较娇贵,但如果设计得当,也是没问题的,我以前吃过它的亏,开始用的时候按照一些通用规则搞搞,测试结果没达到俺的要求,后来认真研究研究它的一些结构,其实还是有办法搞定它的……

LS说的在复位端加电容才能解决的问题,说实话,这是一种很恐怖的事情,良好的设计应该是少掉一些东西性能没有明显下降才可以的,如果一个设计缺少某一个电容就出现如果大的性能差异,那恐怕会……

不知道PSOC东西怎么样,最近打算抽空捣鼓它…… 


今天兴致高,就再胡说点……
关于产品的EMC性能,很多人不知道如何处理,对着死机或者复位的现象叹息,往往不知道如何是硬件还是软件才能解决问题,其实简单点,可以先从以下几点思考:
1:先确定是死机还是不断的复位,如果在测试中发现不断的复位,那么首先要处理的是硬件,一个系统你首先要保证你的软件能跑起来才行,所以测试中连续不断的复位只能说明硬件设计不良。
2:如果通过修改硬件可以达到在测试时不连续复位,但偶尔会死机怎么办?
基本上是软件比较差,MCU一般都很忠实的执行指令的,考虑程序结构,异常处理等等去把……
3:如果测试中出现偶尔复位,但不会死机怎么办?
这个情况比较复杂,但产品能做到这一步,说明你已经有一定的设计/分析能力,这需要你自己分析了,一般情况下,这个与硬件关联多一些。
4:要说明一点:在某种等级下出现例如偶尔复位不死机不等于加强测试不出现死机,所以要多种测试等级参考着来
5:完蛋了,怎么写着写着,想睡觉,最近休息不良……


就说F914 吧,复位端不加0.1uf电容的话,你试过吗,我昨天试过了EFT连1.8kV都没过,加了电容马上过4kV。事实摆在眼前,不知该怎么解释?我当然知道 F74的性价比了,否则我也不会一开始用F914的了。MSP430我也测试过,静电有点麻烦,但最后加了一些措施也很容易过了,从测试的表现上看,比 914要强一些。测试标准符合GB/T17626.2,GB/T17626.4。 


PIC的片子用了很长时间了,我用过和测试过的片子(16C57/CF775/16C54/16F72/16F73/16F877/16F873/16F630),一直都是比较信赖的,我想我肯定不是个高手,但决定不是菜鸟像我这样的人可能代表了很大的一部分用户。yewuyi 肯定是个高手,但是我就郁闷了,难道PIC的某些片子是给高手用的??914的这个问题我会研究到底的,我只想弄明白。。。。。。

 
呵呵,说过笑话,俺用PIC的MCU的时候,
很多时候都没焊接RST口那个104电容,我直接一个5K1的电阻到VCC,一直测试EFT都是 4KV/(2.5KHZ/5KHZ/100KHZ)

不会因为少了一个104就那么脆弱的……

 


如果是 PIC16C5X,楼上的接法过4kV我信,呵呵,但是是16F630或这个16F914MCLR脚的结构和PIC16C5X根本就不同,连 microchip本身也是推荐采用上拉10k串1k并0.1uf,事实也是证明如此。。。。。 


这是 datesheet里的描述
看看datesheet里的描述吧
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另外,我不是专业的EMC测试人员,对国标理解的不是很透我仔细查了IEC61000-4-2,发现IEC61000-4-2里明确规定的是放电头接触水平耦合板,我试过了,如果是接触耦合板放电,那对产品根本就没什么影响。但是如果是用圆头靠近水平耦合板放出电火花,对产品影响很大,也就是说,这两种测试方法对产品的影响有巨大的差异。我一直采用后者测试,用16f914的产品怎么都过不了6KV,今天刚好又测了另一个16F73做的产品,同样的测试方法15kV一点问题没有(以前用16c54和16c57做的也轻松过)。这两个产品都是我做的,硬件线路几乎一样,只是规格不同,功能有所增减罢了(主要是软件上)。还是摆在面前的事实,不知这又如何解释?

 


门外汉关注中~呵呵~

不过,从字面来看,如果是近距离放电火花的话,是不是牵涉到电磁波和电磁脉冲的问题,从而产生更大的干扰?我完全不懂的,随口胡说的~


Apollo 说的串电阻的方法我知道,正在进行中,希望能解决,但是有一点我还是不明白,是什么原因导致F914和原来的F73之间的差异性,是工艺原因吗?

 


 
呵呵,lijp8000 没弄明白为什么可以不接那个104电容哦
设计的时候都是有的,只是实际焊接的时候,工程人员有是会偷懒去掉,但即使去掉,一般也没什么大问题,因为本来是有等效电容存在的,另外,你的CONFIG要注意RST的配置,如果RST没做别的用,就选择内部复位好了,此时只用一个电阻到VCC,也没什么大问题了。

ESD测试中,你那两种方法都需要用,那一种失效都不能说过了测试……

在一些数字输入口的布线上,要适当加一点曲线,可变相等于串了一个小电感在上面,输入口上一般限流电阻不要少,而且一般尽量靠近MCU部分,如果 PCB面积容许,在输入口限流电阻前可适当考虑加个小电容到GND或者VCC

F73可能是0.5工艺,F913可能是0.35工艺,这是猜测,未经证实。

至于你说的原来的F73通过,基本一样的PCB,搞成F913就通不过的问题,呵呵,这让俺想起很久以前的一个说法:PIC16F73简直就是垃圾,一样的PCB,用PIC16C73好好的,换成PIC16F73就很差……

呵呵,不同型号的MCU,可能薄弱环节不一样,除非你原来的设计考虑得很周全,否则,可能在新的设计中,这个薄弱环节就露出来了……

其实你也不急,出现问题是好事情,这是提高自己的一次好机会,老不出现问题,人就变的懒惰了,就没什么动力去研究问题了,呵呵,关于这段话,有点谬论了…… 



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