微控制器越來越多地用于各種電子領(lǐng)域，例如自動(dòng)化、工業(yè)控制中。隨著金屬氧化物半導(dǎo)體的硅晶體管幾何尺寸的不斷縮小，系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的電磁兼容性（EMC）問題，成為采胳膊小尺寸器件進(jìn)行設(shè)計(jì)的必須考慮的主要問題。

    在嵌入式微控制器內(nèi)部，對(duì)于內(nèi)部產(chǎn)生的電磁發(fā)射，采用軟件措施的效果并不明顯。因?yàn)榘l(fā)射主要是由CPU中的內(nèi)部時(shí)鐘和噪聲引起，而且高速開關(guān)電流是由微控制器中的多種不同的門所形成。如果芯片版圖設(shè)計(jì)時(shí)沒有考慮電磁兼容性，那么外部的PCB（印制電路板）將會(huì)大大增強(qiáng)那些不必要的噪聲信號(hào)。所以在很多設(shè)計(jì)中，采用軟件很難消除這種固有的電子發(fā)射影響。

    但是，在控制器應(yīng)用中，卻可采用軟件的方式來抑制外來干擾。本文給出了一些常用設(shè)計(jì)技巧和應(yīng)用。

一、內(nèi)嵌抗干擾軟件

    在很多的應(yīng)用中，用簡(jiǎn)單的抗干擾設(shè)計(jì)，就可以將一個(gè)微控制器的干擾抑制效果大大提高。這種抗干擾設(shè)計(jì)的魅力就在于實(shí)現(xiàn)該設(shè)計(jì)的費(fèi)用較低，還可以節(jié)省PCB板上硬件成本。抗干擾設(shè)計(jì)的常用技巧如下：

    1.刷新端口引腳（Refreshing port pins)：抗干擾軟件最簡(jiǎn)單的一個(gè)例子就是可以不斷地更新I/O端口和一些重要的寄存器。在大多數(shù)微控制器的應(yīng)用中，軟件將會(huì)執(zhí)行一個(gè)有規(guī)律的主循環(huán)。由于微控制器的I/O端口通常靠近連接焊點(diǎn)（bond pads)，而這些焊點(diǎn)通常是位于芯片的邊沿。當(dāng)一個(gè)確定振幅的噪聲施加到微控制器時(shí)，噪聲將會(huì)從芯片的邊沿向內(nèi)傳入硅晶體中。這意味著芯片邊沿的邏輯電路最容易被外部噪聲源破壞，輸入/輸出電路就屬于這種類型。因此有規(guī)律的更新數(shù)據(jù)寄存器和數(shù)據(jù)說明寄存器，就可以把這種故障的威脅降低。

    2.檢測(cè)輸入腳（Polling inputs)：另一個(gè)方法就是采用多次讀輸入腳數(shù)據(jù)，且取平均值作為該腳的正確數(shù)據(jù)方式。其典型的應(yīng)用就是用軟件每隔10ms讀一次鍵盤，以保證真實(shí)的鍵入發(fā)生。這種表決式做法被稱作反彈跳保護(hù)。作為一種高頻率檢測(cè)某個(gè)端腳的Motorola HC05代碼的實(shí)例如圖1所示。

    圖1的程序可以很迅速地連續(xù)讀出該端口，如果有3次讀出結(jié)果相同，那么CPU將以進(jìn)位標(biāo)志的狀態(tài)作為讀結(jié)果返回（這是HC05 CPU的BRSET和BRCLR的一個(gè)固有特征）。這個(gè)程序的問題在于當(dāng)輸入引腳是處于很嘈雜的環(huán)境時(shí)，CPU將會(huì)按這個(gè)程序持續(xù)很長(zhǎng)時(shí)間，這在那些對(duì)時(shí)間要求較苛刻的應(yīng)用中是不實(shí)際的。更好的一個(gè)程序就是多次讀出輸入引腳，并使寄存器遞增，如果結(jié)果小于某個(gè)數(shù)，那么就將它當(dāng)作0；如果大于某個(gè)數(shù)，就作為1。這個(gè)程序通常會(huì)在有限時(shí)間內(nèi)退出，以保證不會(huì)妨礙到該應(yīng)用中其他程序的運(yùn)行。

    3.標(biāo)記通過（Token Passing)：在一些重要的處理中，標(biāo)記通過用以確認(rèn)任務(wù)已進(jìn)入受控方式而未失去控制。標(biāo)記通過可以利用RAM里未用到的空間來完成。在應(yīng)用的一段特定時(shí)間間隔里，該軟件將通過許多未用的RAM空間循環(huán)一個(gè)1.在任何一個(gè)重要任務(wù)被執(zhí)行之前。這種循環(huán)檢查將會(huì)得出結(jié)果。結(jié)果檢測(cè)通過，該任務(wù)將會(huì)被執(zhí)行。如果以沒通過，則說明微控制器是從未指定的跳轉(zhuǎn)進(jìn)入該任務(wù)，那么就跳轉(zhuǎn)去執(zhí)行一個(gè)初始化程序。見圖2。

    4.未使用的內(nèi)存（Unused Memory)：在大多數(shù)的應(yīng)用中，程序的存儲(chǔ)器總有一些區(qū)域未使用。如果在一些事件中，程序計(jì)數(shù)器（Program Counter)被破壞且跳轉(zhuǎn)進(jìn)入未用的存儲(chǔ)空間，那么有些應(yīng)該執(zhí)行的控制就會(huì)起作用。例如，在16K字節(jié)的程序空間里存在未使用的500Byte的子塊。如果我們用"SWI"指令填滿這些未用空間，那么任何指向未用地區(qū)的無效激勵(lì)將會(huì)導(dǎo)致微控制器去讀取SWI矢量，而該向量是被編程跳轉(zhuǎn)到程序中的已知的起始位置。同樣，在微管制器的應(yīng)用中，SWI也可用其它函數(shù)來替代，以填充那些未用的區(qū)域，其實(shí)例如圖3所示。

    請(qǐng)注意：記錄這些未用區(qū)域已被9D指令填滿，且由一個(gè)有條件的跳變（Jump)跳到已知區(qū)域（known-place)。當(dāng)這個(gè)微控制器運(yùn)行至該已知區(qū)域時(shí)，它將會(huì)被強(qiáng)制跳轉(zhuǎn)去執(zhí)行初始化程序。

二、看門狗電路

    一個(gè)看門狗電路通常被描述成一塊在有規(guī)律的時(shí)間間隔中進(jìn)行更新的硬件，該更新必須由微控制器或是使微控制器重新啟動(dòng)的電路來完成。一個(gè)外部的看