电磁流量计系统电磁兼容及抗干扰设计
电磁流量计系统电磁兼容及抗干扰设计
在本系统设计当中包含了单片机用的JTAG在线编程标准接口和对外通信接口。JTAG是现在单片机应用较多的一种在线编程和调试的接口，它方便简捷， 且非常实用。而对外通信接口是由电磁流量计的转换器提供出来的，通过这个口可以得到流量模拟信号，正负电压源，同时也为流量计提供PWM电流输出信号、流向状态指示信号、脉冲／频率输出信号、正反向激磁控制信号。具体的接口电路如图3．16所示。图3．16 JTAG调试接口和对外通信接口
3．7系统电磁兼容及抗干扰设计
本系统设计中包括A／D转换电路、单片机主体电路等几个部分，部分电路频率高、电压高低差大、电流变化大等特点，因此电磁兼容等抗干扰设计与具体电路有着非常密切的关系，且是非常重要的一个方面。对电路中所采用的几项措施做一些简单的阐述：
1．电源线设计
根据印制线路板电流的大小，尽量加粗电源线宽度，减少电阻环路。同时使地线、电源线的走向和数据传递的方向一致，这样有助于增强抗噪声能力。
2．地线设计
接地技术的目标是最小化接地阻抗，从此减少从电路返回到电源之间的接地回路的电势。可分为以下几点：
(1)数字地与模拟地分开。线路板上既有逻辑电路又有线性电路，应使它们尽量分开，且两者的地线不要相混，分别与电源端地线相连。要尽量加大线性电路的接地面积。低频电路的地应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时可部分串联后再并联接地。高频电路宜采用多点串联接地，地线应短而粗， 高频元件周围尽量大面积地覆铜。
(2)接地线应尽量加粗。如果接地线采用很细的线条，则接地电位就会随着电流的变化而变化，使得抗噪性能降低。因此应将接地线尽量加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。如有可能，接地线应在2'-"-'3mm以上。
(3)接地线构成闭合环路。只由数字电路组成的印制板，其接地电路布成环路大多能提高抗噪声能力。
3．布局和布线
布局与布线是PCB设计的重要步骤，布局与布线的好坏对PCB的电磁兼容性影响是非常大的。所以在布局与布线前就应考虑到电磁兼容性问题。数字电路、模拟电路以及电源电路的元件的布局和布线特点各不相同，它们产生的干扰以及抑制干扰的方法也不相同。此外高频、低频电路由于频率不同，其干扰以及抑制干扰的方法也不相同。所以在元件布局时，应该将数字电路、模拟电路以及电源电路分别放置，将高频电路与低频电路分开。条件允许的情况下应使之各自隔离或单独做成一块电路板。此外，布局中还应特别注意强、弱信号的器件分布及信号传输方向、途径等问题。时钟发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，、要相互靠近些。易产生噪声的器件、小电流电路、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。
本系统设计采用了双层布线的方式，上层垂直布线，下层水平布线。PCB 采用手工排布，特别在数据总线和地址总线布线方面，这样提高了系统的性能。高速晶体要尽量靠近单片机，且布线要较粗。同时PCB板上的线宽不要突变， 导线不要突然拐角。尽量做到线路流畅。尽量减少平行线间的串扰，必要时可增加印刷线条间的距离；或在走线之间有意识地安插一根零伏线，作为线条之间的隔离。对于在PCB板上单片机、A／D转换器等贴片元件的引脚线非常纤细， 同时在板子上留下专门的测试点，为测试方便，可以将一些重要的引脚用引线引到该点上。
总的来说，在智能电磁流量计信号转换器印刷版的过程中，应充分考虑系统的电磁兼容性等抗干扰措施，以具有好的电磁兼容性为目标，来确定系统的结构设计。且以元件的位置、电源电压，模拟信号处理、数字电路来分组。在电路设计及结构设计中要充分考虑这些因素，从目前的测试的情况来看系统具有较好的测量精度，达到预计的要求。
本章小结
本章详细的介绍了一种基于MSP430F149单片机的电磁流量计转换器的电路设计。系统的硬件电路主要包括：A／D转换电路、单片机系统电路、键盘接口电路、LCD接口电路、以及一些必要的对外接口电路、过电流保护电路、铁电存储器电路和电源模块电路等。在本章的末尾部分还讨论了电磁兼容等抗干扰措施在硬件电路中的一些实现方法。
