也谈PIC和AVR的自身抗干扰性能

ad*** · 发表于 2010-5-7 22:55:44

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在我一次产品中有AVR和PIC两种芯片同时存在，当用AVR推动继电器--再推动接触器。用PIC来显示。发现PIC居然有点小小的干扰，不得不在外围电路上加措施才解决问题。都说PIC的抗干扰一流的，我怀疑之下对两种单片机做一个小小的测试。

首先说明，我只是比较单个芯片的最小系统，比较单片机的自身抗干扰能力。
1。电源用变压器变压12V，7805稳压，输入输出均接电解电容和104电容。
2。单片机最小系统，用3个I/O，按钮，指示灯，驱动三极管（继电器--再推动接触器）不用的管脚不管。
3。干扰源，由于没有仪器，只好用接触器的线圈来做干扰源，为了加强干扰，接触器线圈两端没有加104电容。
4。软件，最小最简单，不加任何处理只推动作用。
5。元件选择，PIC的用PIC16C54，PIC16F54，PIC16F877A，PIC16F716。AVR的选用M8。AT28，AT13。
接下来做测试了：
PIC16C54：
先是接触器放在芯片旁边。无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，真是稳如泰山。再用接触器线圈引线缠绕芯片。在6圈以下还是稳如泰山。上了7圈就有干扰了。看来PIC16C54真是强悍啊。佩服。接下去就试PIC16F54了。
PIC16F54：
先是接触器放在芯片旁边。不得了！程序简直没有办法运行，和PIC16C54简直一个在天上，一个在地下。万思不得其解。查阅PIC资料都说PIC的F系列比C系列差，就是F系列的不同产品抗干扰也不一样。于是又测试PIC16F716。
PIC16F716：
先是接触器放在芯片旁边。果然好多了，10次也就1次复位。
PIC16F877A：
先是接触器放在芯片旁边。无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，再用接触器线圈引线缠绕芯片。在1圈就有干扰复位了。
以上就是对我有的几种PIC片子的测试结果。接下来对AVR的M8做测试。
M8：
先是接触器放在芯片旁边。先是接触器放在芯片旁边。无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，再用接触器线圈引线缠绕芯片。在1圈就有干扰复位了。
AT28：结果和PIC16F54一样。
AT13：
先是接触器放在芯片旁边。先是接触器放在芯片旁边。无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，再用接触器线圈引线缠绕芯片。在1-2圈就有干扰复位了。

从我自己测试的效果看，PIC的C系列很好。F系列的早期产品如PIC16F54很差，还不如51。后期的F系列如PIC16F877还可以。个人估计：原来PIC是生产OTP单片机的，他的OTP技术真是一流，F是后来才生产的（可能是C系列的学习版），技术还在学习和摸索中，所以F系列是早期产品不如后期产品。没有测试18F系列的不知道好不好。
AVR的M8就和PIC16F877A差不多。AT13比M8好一点。M28差。

同一个厂家的产品怎么有如此大的差别呢？干扰又是怎么造成CPU复位的呢？带着疑问我又对M8和PIC16F716再继续做试验。
1：用示波器测试芯片任意地方，发现都有干扰脉冲。不能确定干扰具体位置。
2：用接触器线圈引线对准芯片一个一个脚来测试。结果出来了。
PIC16F716：只要引线对准复位脚，100%的复位，有状态指示出是MCLR复位。引线对准电源脚没有影响。
M8：只要引线对准复位脚，100%的复位，有状态指示出是RESET复位。引线对准电源脚（20-30）%复位。
从以上看来干扰主要是影响了复位脚。电源对PIC的影响比AVR的小。查阅PIC和AVR的复位系统，终于有了答案：

AVR的复位脚通过一个电阻连接到电源，而PIC的则没有，故电源对PIC的影响比AVR的小。将PIC的复位脚外接一个电阻，电源对PIC的影和AVR一样。
将电源和复位连接103或者104电容到地，奇迹发生了。
M8的稳定性能居然和PIC16C54一样了。先是接触器放在芯片旁边。无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，真是稳如泰山。再用接触器线圈引线缠绕芯片。在4圈以下还是稳如泰山。上了5圈就有干扰了。
PIC16F716：先是接触器放在芯片旁边。无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，真是稳如泰山。再用接触器线圈引线缠绕芯片。在1-2有干扰了。
查阅PIC的MCLR时间没有结果，看了PIC16F系列的复位电路没有什么改变估计是PIC16F系列的内部质量不高。再说“奇迹发生了”抗干扰能力提高不显著。
查阅各种AVR的复位电路，发现AT11是最差的，连“尖峰滤波电路也没有”所以淘汰停产了。AT24/26/28/15的复位时间只有50-900ns。AT25/13/2313的复位时间要2.5us，难怪要稳定些。M48/88/168为2us,M8为1.5us。（没有比较过M48是不是比M8稳定一些）。复位时间短的肯定比时间长的容易受干扰一些，可是AVR为什么还如此明了的标出复位时间呢？只有一个原因：让用户根据不同的环境选择不同抗干扰的芯片。

终上所述：芯片自身抗干扰能力。个人认为：
PIC的C系列片子可以得10分。
AVR的M8可以得8-9分。
PIC的16F系列片子可以得4分。
AVR的AT13可以得8-9分。
可以看出AVR的足可以用于工业控制了，注意使用AVR的片子的时候要根据不同的环境选择不同的片子，还有AVR的复位脚处理，由于AVR的复位脚通过一个电阻连接到电源，所以电源也要处理。
以上所述只是个人认识，做的试验也不全面，请大虾们不要太计较。现在有一棵新星STC单片机，网上传的很神奇，特别恳请哪位大虾做个测试。

网友回复:
偑服楼主的严谨作风，对于PIC的C系列和F系列抗干扰的巨大差异，我是深受其害，也是印象深刻，因为我用PIC来控制一个直流电机，开始用的C系列，控制300W的一点问题没有，后来再作一个是控制30W的，小了十倍，不过这时有了F系列，自然就换成方便的F系列，因为C系列的用起来抗干扰能力太好了，所以还是照着上一个，没敷铜，也没加电源净化，结果教训就来了，电机一开，单片机就象得了神经病一样，程序不出十秒就不知飞到哪去了，结果加净化，电机上加TVS，用屏蔽线，总之能想的抗干扰的措施都加上了，还是偶尔跑飞，最离谱的居然一开电灯，就能干扰到单片机。但是一换成C系列就全OK了。
这次教训很深，对于单片机不能过于信赖依靠它的抗干扰能力，而是一定要在电路设计上就要按照规程作好必需的抗干扰措施，不能抱侥幸心理，简化处理EMI和EMC，是不严谨的作风。