STC單片機地/模擬地/和功率地的共地問題

ID:403024 · 發(fā)表于 2018-12-21 14:43

請教各位大神！單片機的地是經(jīng)過DC/DC DC24V轉(zhuǎn)3.3V的隔離電源得來的經(jīng)過隔離了就存在浮地的問題。這個時候問題就來了：我需要檢測外部傳感器的4~20mA信號，打算用一個100歐的電阻直接采電壓到單片機（ STC15W4K56S）的ADC端口。采樣信號的地對應(yīng)的是DC24V的。查了網(wǎng)上資料說是用磁珠或者0歐姆的貼片電阻在電源端單點將兩個地連起來。網(wǎng)上說是磁珠不同型號只對特定頻率的干擾有作用，不知道干擾頻率就最好不用。另外繼電器的地是DC24V電源的地。在電源端單點接地。繼電器電流回路是不是可以認為就流回電源，不回干擾單片機的運行。之前有同事說碰到過單片機和繼電器同個地就是用7805之類的穩(wěn)壓器地線是大面積相連的，然后單片極極易受干擾。請教大神在單片機的地和模擬信號地功率地怎么處理的？之前一直搞工控PLC 這兩年逐漸搞單片機都是一個人自己在摸索，所以問題有點多。

ID:94031 · 發(fā)表于 2018-12-21 15:24

可以將傳感器的4~20mA的電源，與單片機電源用兩個不共地的電源。繼電器的電源也應(yīng)該與單片機電源用兩個不共地的電源，信號通過光耦傳遞。

ID:388197 · 發(fā)表于 2018-12-22 17:46

類似項目我做過,還沒見到過有繼電器能干擾到單片機的情況.甚至用分立的三極管帶繼電器,不接續(xù)流管都沒見有什么問題.一般是由于繼電器控制的比如電機之類的感性負載在開關(guān)瞬間觸點打火引起的干擾,從而誤以為是繼電器與單片機共地的原因.解決辦法很簡單,在繼電器開關(guān)的兩端并個10n--100n的電容就行了.(如果是雙擲的,并且兩個都有接負載,則常開與常閉各并一個)
其次單片機電源端的去耦要做好,推薦STC手冊里的那個π橋電路.
至于單片機的地,模擬地,和繼電器的地,這個是PCB布局時考慮的,如果模擬信號就是個熱敏電阻之類的東西.一般三個地不嚴(yán)格區(qū)分也不會有問題.
如果要區(qū)分,可以把PCB分為三塊,將單片機繼電器和模擬電路電流的回流干路,匯集在一個點,一般用0歐電阻將他們3者連接,然后總連接點接到電源負.詳細的資料可以百度下"單點接地".

ID:213173 · 發(fā)表于 2018-12-23 09:05

按板凳說的做沒錯，不是高頻電路就沒有那么多講究。直接共地，地線加寬或覆地銅就可以了。

ID:432823 · 發(fā)表于 2018-12-23 10:45

xuyaqi 發(fā)表于 2018-12-21 15:24
可以將傳感器的4~20mA的電源，與單片機電源用兩個不共地的電源。繼電器的電源也應(yīng)該與單片機電源用兩個不共 ...

他是用ADC采集模擬4~20mA信號，光耦4~20mA的光強變化如何？！

ID:432823 · 發(fā)表于 2018-12-23 10:47

用分壓電阻采集，不是高頻的，單點共地就可以。

ID:403024 · 發(fā)表于 2018-12-24 09:38

yaoji123 發(fā)表于 2018-12-23 10:45
他是用ADC采集模擬4~20mA信號，光耦4~20mA的光強變化如何？！

我網(wǎng)上看過有這樣說的,但是不知到哪個型號的光藕可以!IO信號用光藕隔離肯定沒問題.模擬量的隔離就一直沒找到資料.百度了很久偶爾有說光藕也能隔離的.蛋疼

ID:403024 · 發(fā)表于 2018-12-24 09:39

xuyaqi 發(fā)表于 2018-12-21 15:24
可以將傳感器的4~20mA的電源，與單片機電源用兩個不共地的電源。繼電器的電源也應(yīng)該與單片機電源用兩個不共 ...

大神有模擬量隔離的光藕和資料嗎?我百度很久沒找到但是見過有人提到!

ID:403024 · 發(fā)表于 2018-12-24 09:50

cjm82 發(fā)表于 2018-12-22 17:46
類似項目我做過,還沒見到過有繼電器能干擾到單片機的情況.甚至用分立的三極管帶繼電器,不接續(xù)流管都沒見有 ...

按您的意思我將繼電器觸點帶的電源與電路板的電源隔離開了,然后單片機的去藕電容弄好應(yīng)該就問題不大了對吧?熱敏電阻我測過10K的NTC 影響的確不大.但i4~20mA的信號好像就大些. 單點接地我也看了不少.現(xiàn)在困惑的是用磁珠接還是0歐姆電阻接.因為之前公司有個電子工程師跟他請教的時候,他說以前都是用磁珠,0歐姆的電阻抗干擾不行.但他也沒深入了解.但是網(wǎng)上說不清楚干擾源,用磁珠沒多大意義!大神工作經(jīng)驗足,請問下有相關(guān)的資料或者標(biāo)準(zhǔn)嗎?就是想搞清楚點

ID:388197 · 發(fā)表于 2018-12-26 22:22

luanhong 發(fā)表于 2018-12-24 09:50
按您的意思我將繼電器觸點帶的電源與電路板的電源隔離開了,然后單片機的去藕電容弄好應(yīng)該就問題不大了對 ...

對于51來說,用0歐電阻和磁珠都行的,如果IO口設(shè)置成推挽的不多,也可以用個小電阻比如20歐姆的來代替,理論上用磁珠的效果更好點.當(dāng)然也有例外,比如音頻電路的單點接地,如果用磁珠來,反而會帶來噪音.另外PCB布局方面,退耦電容盡量靠近芯片的電源接口這些自然不用多說.還有一點就是任何電容都有其適合的頻率范圍,同樣類型的電容,容量小的高頻特性會更好,所以不要認為0.1UF的電容是萬金油,可以試試多幾種組合.
一般用51都是些小設(shè)備,外圍干擾個人覺得主要還是些電機之類的,尤其是大電流的直流有刷電機.感性負載開關(guān)瞬間打火很容易會導(dǎo)致單片機程序跑飛.我以前遇到過一些日光燈啟動時,單片機程序跑飛的例子,所以對于一些可能會開關(guān)觸點打火的地方要下點功夫.在一些干擾再所難免的地方,程序上可以設(shè)置些變量用來記錄程序狀態(tài),結(jié)合看門狗一起用,盡可能早的發(fā)現(xiàn)程序跑飛并報警也是一種辦法.
參考資料可以查找下推薦<電氣工程師必知必會> <運算放大器權(quán)威指南第四版>,老外的書好就好在沒有太多冗長的公式,并且各個章節(jié)獨立成章,完全實用主義,這兩本書好像本論壇就有電子版的下載,你可以搜索下.

ID:403024 · 發(fā)表于 2018-12-27 10:02

cjm82 發(fā)表于 2018-12-26 22:22
對于51來說,用0歐電阻和磁珠都行的,如果IO口設(shè)置成推挽的不多,也可以用個小電阻比如20歐姆的來代替,理論 ...

我試過在繼電器觸點兩端并聯(lián)一路阻容,電阻2K電容104,效果不怎么樣!繼電器帶的負載為一個直流電機,電流1.5A左右.關(guān)斷電壓能到102V用示波器抓的.加阻容加到繼電器觸點的的電壓沒有變化,加了一個TVS管在接口,反向關(guān)斷瞬間電壓明顯降低到TVS管的嵌位電壓。輸出有兩路，電機停止的時候單片機控制的LED燈明顯看到閃了一下。單片機沒跑飛。
另外請教一下大一點的系統(tǒng)國產(chǎn)的單片機有推薦的嗎？抗干擾能力強一點的。我做空調(diào)的以前一直用PLC ，現(xiàn)在由于空間問題用電路板，STC15系列的感覺功能挺強大，能滿足使用要求就是不知道高低溫和抗干擾行不行？沒使用在實際項目，現(xiàn)在就是做了一塊板在測輸入輸出看穩(wěn)定不。教材回頭我買回來看下，資料感覺還是看書安逸一些

ID:388197 · 發(fā)表于 2018-12-27 12:13

luanhong 發(fā)表于 2018-12-27 10:02
我試過在繼電器觸點兩端并聯(lián)一路阻容,電阻2K電容104,效果不怎么樣!繼電器帶的負載為一個直流電機,電流 ...

2K電阻太大了,一般RC吸收回路,電阻取100歐姆以下就行了,有些甚至不接電阻.你可以試試電容100NF,電阻51歐姆.電阻功率不需要太大,一般1/2W就夠了.電容建議用耐壓高點的,推薦黃色的那種安規(guī)或者630V CBB,這兩種都挺便宜.我個人不太喜歡用繼電器,好點的價錢接受不了.一般電流不大的話,交流開關(guān)我比較喜歡3象限可控硅,直流的則用開關(guān)管子.

我現(xiàn)在手頭上有個小項目,12個電機,25 6個傳感器,2個100來200瓦的加熱絲需要PID恒溫,1個12864的LCD,其中3個24V直流有刷,幾百毫安的電流,我用的是L293芯片驅(qū)動,1個220交流經(jīng)過整流成脈動直流后驅(qū)動的直流有刷,電流1.5-2A左右,我用的是繼電器,并了個104的安規(guī)沒串電阻.剩下的都是些交流同步異步兩個相同繞組間并個電容1個公共端,通過選通繞組來實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)的那種,電流不大,可能每個不到0.5A的樣子,加上兩個加熱絲,我用的是3象限可控硅.

控制板子上幾片74HC595用來擴充IO口,用了1片74HC165來接收按鍵,單片機用的STC8A8K64S4A12,零售4塊不到,8K RAM,59個IO 12位的ADC,感覺挺好用的,調(diào)試了一段時間了,除了機械問題,程序還沒跑飛過.聽朋友說STM8性價比也很高,不過我沒有學(xué)過,所以不是太了解了.你有興趣可以看下.還有STM32F103C8T6 44腳封裝,價錢好像是5塊多6塊的樣子.

ID:388197 · 發(fā)表于 2018-12-27 12:25

luanhong 發(fā)表于 2018-12-24 09:39
大神有模擬量隔離的光藕和資料嗎?我百度很久沒找到但是見過有人提到!

你可以搜索下反饋型線性光耦

ID:403024 · 發(fā)表于 2018-12-27 15:21

cjm82 發(fā)表于 2018-12-27 12:13
2K電阻太大了,一般RC吸收回路,電阻取100歐姆以下就行了,有些甚至不接電阻.你可以試試電容100NF,電阻51歐 ...

我在做一個很小的板子，就控制兩個24V直流電機，要正反轉(zhuǎn)（調(diào)換電機正負極），mos管和雙刀的繼電器都試過，感覺繼電器簡單些就選了繼電器�，F(xiàn)在電機運行的時候干擾特別大，繼電器觸點兩端加了104電容，輸出對地都加了TVS管。單片機的電源用的金升陽的24/3.3的，地是單點接的。電機運行的時候測量3.3V的端子。感覺波形特別差，沒接電機繼電器怎么動作電源波形都是很平整很好。請教一下您驅(qū)動電機的時候是怎么處理的？因為我接其他端子的輸出受到影響了會跳動一下。加大了隔離電源輸出端濾波電容也沒啥影響，現(xiàn)在隔離電源輸出端用的濾波電容2200uF 的

ID:388197 · 發(fā)表于 2018-12-27 21:47

luanhong 發(fā)表于 2018-12-27 15:21
我在做一個很小的板子，就控制兩個24V直流電機，要正反轉(zhuǎn)（調(diào)換電機正負極），mos管和雙刀的繼電器都試過 ...

我電源都比較簡單,都是些開關(guān)電源或者變壓器整流濾波后直接1個三端穩(wěn)壓芯片.附件的圖是我之前用過的,效果還不錯,起碼程序沒跑飛,兩個繼電器一個控制啟停,一個控制正反轉(zhuǎn).4個鉗位二極管其實就是個反接的整流橋而已.你可以參考下,另外電機啟�；蛘邠Q向瞬間,電源波形難看是正常的,甚至示波器觸筆與觸筆地短接放旁邊有時候都能抓到.只要不足以導(dǎo)致單片機程序跑飛就行.

ID:403024 · 發(fā)表于 2018-12-29 10:13

cjm82 發(fā)表于 2018-12-27 21:47
我電源都比較簡單,都是些開關(guān)電源或者變壓器整流濾波后直接1個三端穩(wěn)壓芯片.附件的圖是我之前用過的,效果 ...

測試了一下，對電源對干擾少了，就是啟動瞬間有一個脈沖，回頭我再多加個TVS管看下波形。

多謝大神指教！

ID:403024 · 發(fā)表于 2019-1-20 16:55

cjm82 發(fā)表于 2018-12-27 12:13
2K電阻太大了,一般RC吸收回路,電阻取100歐姆以下就行了,有些甚至不接電阻.你可以試試電容100NF,電阻51歐 ...

大神請教一個74HC595使用的小問題，單片機控制595，程序初始化的時候我會都輸出一次0。但是 595要是在有輸出的時候突然斷電。在重新上電的時候，595的狀態(tài)沒改變還是保持輸出，如果IO口控制的是電機，那么電機就會動一下。您碰到過這種情況嗎？您是怎么處理的？

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STC單片機地/模擬地/和功率地的共地問題

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