1. 单片机管脚作为输入很容易被静电激坏了,有什么保护措施
主要措施 有:并电阻降低输入阻抗并电容吸收尖峰电压并稳压管保护并TVS二极管保护;或选用抗干扰抗静电能力强的单片机
2. 芯片有引脚悬空时,为什么有上拉电阻的是高电平,有下拉电阻的是低电平
上拉电阻:
1、当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
2、OC门电路必须加上拉电阻,才能使用。
3、为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4、在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
5、芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6、提高总线的抗电磁干扰能力。管脚悬空就比较容易接受外界的电磁干扰。
7、长线传输中电阻不匹配容易引起反射波干扰,加上下拉电阻是电阻匹配,有效的抑制反射波干扰。
上拉电阻阻值的选择原则包括:
1、从节约功耗及芯片的灌电流能力考虑应当足够大;电阻大,电流小。
2、从确保足够的驱动电流考虑应当足够小;电阻小,电流大。
3、对于高速电路,过大的上拉电阻可能边沿变平缓。综合考虑
以上三点,通常在1k到10k之间选取。对下拉电阻也有类似道理
对上拉电阻和下拉电阻的选择应结合开关管特性和下级电路的输入特性进行设定,主要需要考虑以下几个因素:
1. 驱动能力与功耗的平衡。以上拉电阻为例,一般地说,上拉电阻越小,驱动能力越强,但功耗越大,设计是应注意两者之间的均衡。
2. 下级电路的驱动需求。同样以上拉电阻为例,当输出高电平时,开关管断开,上拉电阻应适当选择以能够向下级电路提供足够的电流。
3. 高低电平的设定。不同电路的高低电平的门槛电平会有不同,电阻应适当设定以确保能输出正确的电平。以上拉电阻为例,当输出低电平时,开关管导通,上拉电阻和开关管导通电阻分压值应确保在零电平门槛之下。
4. 频率特性。以上拉电阻为例,上拉电阻和开关管漏源级之间的电容和下级电路之间的输入电容会形成RC延迟,电阻越大,延迟越大。上拉电阻的设定应考虑电路在这方面的需求。
下拉电阻的设定的原则和上拉电阻是一样的。
OC门输出高电平时是一个高阻态,其上拉电流要由上拉电阻来提供,设输入端每端口不大于100uA,设输出口驱动电流约500uA,标准工作电压是5V,输入口的高低电平门限为0.8V(低于此值为低电平);2V(高电平门限值)。
选上拉电阻时:
500uA x 8.4K= 4.2即选大于8.4K时输出端能下拉至0.8V以下,此为最小阻值,再小就拉不下来了。如果输出口驱动电流较大,则阻值可减小,保证下拉时能低于0.8V即可。
当输出高电平时,忽略管子的漏电流,两输入口需200uA
200uA x15K=3V即上拉电阻压降为3V,输出口可达到2V,此阻值为最大阻值,再大就拉不到2V了。选10K可用。COMS门的可参考74HC系列
设计时管子的漏电流不可忽略,IO口实际电流在不同电平下也是不同的,上述仅仅是原理,一句话概括为:输出高电平时要喂饱后面的输入口,输出低电平不要把输出口喂撑了(否则多余的电流喂给了级联的输入口,高于低电平门限值就不可靠了)
在数字电路中不用的输入脚都要接固定电平,通过1k电阻接高电平或接地。
1. 电阻作用:
l 接电组就是为了防止输入端悬空
l 减弱外部电流对芯片产生的干扰
l 保护cmos内的保护二极管,一般电流不大于10mA
l 上拉和下拉、限流
l 1. 改变电平的电位,常用在TTL-CMOS匹配
2. 在引脚悬空时有确定的状态
3.增加高电平输出时的驱动能力。
4、为OC门提供电流
l 那要看输出口驱动的是什么器件,如果该器件需要高电压的话,而输出口的输出电压又不够,就需要加上拉电阻。
l 如果有上拉电阻那它的端口在默认值为高电平你要控制它必须用低电平才能控制如三态门电路三极管的集电极,或二极管正极去控制把上拉电阻的电流拉下来成为低电平。反之,
l 尤其用在接口电路中,为了得到确定的电平,一般采用这种方法,以保证正确的电路状态,以免发生意外,比如,在电机控制中,逆变桥上下桥臂不能直通,如果它们都用同一个单片机来驱动,必须设置初始状态.防止直通!
2、定义:
l 上拉就是将不确定的信号通过一个电阻嵌位在高电平!电阻同时起限流作用!下拉同理!
l 上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流
l 弱强只是上拉电阻的阻值不同,没有什么严格区分
l 对于非集电极(或漏极)开路输出型电路(如普通门电路)提升电流和电压的能力是有限的,上拉电阻的功能主要是为集电极开路输出型电路输出电流通道。
3、为什么要使用拉电阻:
l 一般作单键触发使用时,如果IC本身没有内接电阻,为了使单键维持在不被触发的状态或是触发后回到原状态,必须在IC外部另接一电阻。
l 数字电路有三种状态:高电平、低电平、和高阻状态,有些应用场合不希望出现高阻状态,可以通过上拉电阻或下拉电阻的方式使处于稳定状态,具体视设计要求而定!
l 一般说的是I/O端口,有的可以设置,有的不可以设置,有的是内置,有的是需要外接,I/O端口的输出类似与一个三极管的C,当C接通过一个电阻和电源连接在一起的时候,该电阻成为上C拉电阻,也就是说,如果该端口正常时为高电平,C通过一个电阻和地连接在一起的时候,该电阻称为下拉电阻,使该端口平时为低电平,作用吗:
比如:当一个接有上拉电阻的端口设为输如状态时,他的常态就为高电平,用于检测低电平的输入。
l 上拉电阻是用来解决总线驱动能力不足时提供电流的。一般说法是拉电流,下拉电阻是用来吸收电流的,也就是你同学说的灌电流
3. 二极管如何防静电
先要搞清楚,你要放静电保护的原件或设备会带什么电荷,然后将二极管的正极跟高电位端连接,负极跟低电位端连接,就可以了。比如,你要保护的设备会带正电荷,就将二极管的正极跟设备的外壳相连接,负极跟大地相连。很简单。如果是要消除人体的电荷(在很多行业要求人体零电位,如印刷,coms集成电路操作),则需将人的腕环接地就可以了。
4. 电路板如何才能有效的防止静电干扰
电路板防静电保护方法
1、 运输注意事项
● 储存和发送电路板时,必须使用如金属化塑料袋、金属箱等放静电包装材料。
● 若容器本身滨不导电,那电路板必须被如导电泡沫、放静电塑料袋、铝箔或纸之类的导电材料进行包裹任何情况下,均不能使用普通塑料袋或薄膜。
2、 检测注意事项
● 不要用万用表探测静电放电敏感器件引线端子或相应的连接线。如果必巡要这样探测;在探测前,应将测试笔直接接触地线以渫放其静电。
● 从静电放电保护要求出发,含有MOS器件这类电路板被抽出或插入时,不允许在通电情况下进行下述情况操作。
● 检测电路板的装置必须可靠接地。
3 使用注意事项
● 一个基本的准则是,只是在有必要时,才能用手触摸这些电路板。接触时注意员工的手势,不要接触电路板的引脚或导体。
● 处理电路板时,必须把所有工作台和包装箱可靠接地。 ● 在接触电路板前,有关的人员必须保证他自己没有携带过量静电。最简单的释放静电的方法是在接触电路板前,先接触某些设备的接地部分(如电柜的金属框架、水管等)。
● 大部分的塑料材料是极易产生静电的,因此必须尽可能远离电路板。
● 电路板不应放置在有绝缘材料或容易产身静电的材料(塑料薄膜、绝缘台面和合成衣料等)的环境中。必须放置在导电表面的物体上(放静电台面、导电泡沫材料、放静电塑料袋各放静电周转箱)。
● 不应放置在显示器、电视机附近(最小距离大于10cm)。
● 不要用万用表探测静电放电敏感器件引线端子或相应的连接线。如果必巡要 这样探测;在探测前,应将测试笔直接接触地线以渫放其静电。
●从静电放电保护要求出发,在含有静电放电敏感器件的产品中,尤其是含有MOS器件这类电路板被抽出或插入时,不允许在通电情况下进行下述情况操作。
● 在安装和检测电路板的工作人员,应避免在附近做会产生静电的有害活动,如在工作时脱掉活穿工作服等。
● 不允许电路板堆放在一起导致器件间互相直接接触。已装上静电放电敏感器件的电路板不能重迭应分别放入防静电袋内。
●定期检查工作台接地装置、工具和实验设备接地的安全性,应保证执行防静电的预防程序,静电放电保护的有效性。
●在电路板之前,把人体接触地扣带与手腕相连,滨把另一端接到设备机框或底座地在线。
●调试工作台上绝不允许敷设普通乙烯树脂塑料板,不能使用塑料工作椅。
● 调试人员不允许身穿化纤工作服,应穿棉布工作服。最好防静电工作服。
5. 51单片机悬空引脚怎么防静电上拉可以放静电
上拉和下拉都可以。
6. 静电防护原理是什么
现公司电子产品不断的翻新、品种不断的增多,而且产品的标准也在逐步向国际标准靠拢,技术性能不断的提高,加工工艺也有了明显的改进。但是同时,敏感器件的增多如果不进一步防护,一方面会影响到产品的质量,另一方面也会造成不必要的损失。为了尽量避免静电对电子元器件的危害,现对自己所初步了解的一些静电防护原理及提出的一些防护措施,希望让更多的同仁认识到并提出更好的防护建议。
一、静电对电子元器件的危害
电子元器件按其种类不同,受静电破坏的程度也不一样,最低的100V的静电电压对其造成破坏,随着电子元器件发展趋于集成化,因此要求相应的静电电压也不断降低。
人体所感应的静电电压一般在2~4KV以上,通常是由于人体的轻微动作或与绝缘物的摩擦而引起的,倘若我们生活中所带的静电电位与IC接触,那么几乎所有的IC都将被破坏,这种危险存在不仅限现在制造工序当中而且组装、运输过程中都会对其产生破坏。
二、防护原理
要解决以上问题,基本做法是设法减小带电物的电压,达到设计要求的安全值以内。对于防静电材料的选取也必须考虑防静电区域和漏电安全措施。安装敏感器件静电防护作业场所,本工序防静电措施的目的在于将包括人体在内的作业场所处于同等电位,可将1兆欧的电阻连接后再接地,并佩戴防静电手腕带操作。
三、静电防护措施
1、操作现场静电防护。对静电敏感器件应在防静电的工作区域操作。
2、人体静电防护。操作人员按要求佩戴好防静电手腕带,并保证其接地良好。
3、储存运输过程中防护。静电敏感器件的储存和运输不能在有电荷的状态下进行。
4、工具设备的静电防护。工作台面铺设防静电台垫后接地,测试电源、引脚切割机、锡炉金属外壳需接地,还有烙铁等通电工具都必须接地。
5、
定期对周围环境及温度因素的检查和对工具设备的检测,建议每月检查一次,防静电手腕带需每天检测一次。
7. 集成电路采用什么技术防静电
1、现在大部分IC都有ESD功能了,接触和空气两种,一般3500V和8000V,在选的时候可以根据情况选这种有ESD等级的,这个一般datasheet上都有说明;
2、如果选没有ESD防护的IC,在引脚上要加ESD二极管,一般加在输出接插件附近,有很多型号,一般5V逻辑选6-7V的TVS,很多厂家都有,以前用过NXP的,这个您可以找找。
8. ESD防护指南
ESD过程是处于不同电势的物体之间的静电电荷转移过程,其强烈程度受电量大小及物体间距的影响。自然界的雷电是强对流气候下典型的ESD现象,瞬间所释放的巨大能量,能将雷电所经过的空气电离,使空气变成阻值很低的导电通道,形成极强的电流和高温,其破坏力不可小觊。
日常生活中的ESD现象频繁地发生着,ESD对电脑的损害,其严重程度与静电电压高低和能量大小有关。如果能量较小,则只能将元件击穿,电压消失后,器件性能仍能恢复到原始状态。如果能量较大,在击穿后接着形成大电流对元件形成永久性损害,如晶体管元件结电阻降低、漏电流增大,薄膜电阻器局部介质击穿而发生阻值漂移等。ESD的危害有一定偶然性,不见得每一次都造成元件彻底报废,多数情况下仅表现为稳定性降低。
ESD损害的严重程度还与元件对静电的敏感度有关。
三、设计和制造中的防静电措施
芯片制造工艺按摩尔定律不断进步,低电压、微功耗、高集成度技术给我们带来更新的产品,而ESD对电脑的危害性也随之增长,可以说ESD对摩尔定律继续有效将会是一个障碍,这是业界不愿看到但又不得不面对的严重问题。在电子行业中,防静电技术已经成为一个热门技术,防静电产品的研发和制造已经发展为一个独立的产业。
ESD防护是一个系统工程,在设计和制造阶段,可从三个方面着手:一是要防止电脑本身因产生强静电感应而自我损伤,如增加屏蔽和隔离措施、通过增大PCB接地面积改善电荷泄漏通路等;二是要选择ESD特性好的芯片,不同厂家的同一种芯片性能也会有所不同,在芯片说明中一般都会提及;三是增设ESD保护电路,抵御外来静电。
1.芯片的防静电设计
随着芯片速度的提高,为了缩短引脚长度而减少信号串扰,CPU等超大规模IC芯片的封装越来越多地采用倒装芯片(flip chip),倒装 芯片通常面积较大,而厚度很薄,这样芯片自身成了一个巨大的电容器,使得芯片可能携带大量静电电荷Q(=C×V)。
其次,CPU、GPU及北桥芯片上的金属盖以及散热片,是个惹是生非的祸根。诺大的金属体无异于一个静电接收天线,极易吸附芯片周围 的电场,以及芯片附近导线上的电荷,对芯片安全构成威胁。
综合上述两种不利因素,芯片的防静电设计主要从下面两个途径实现,一是采用紧密型设计技术,尽可能缩小IC核心和I/O的尺寸,以降低寄生电容;二是采用分割器件设计的后端镇流(BEB)、整合的镇流电路(MBC)版图设计以及多触点电路设计(MFT)等,各放电通道形成相互并联的网络,使得芯片总体等效电阻值很小,放电能力很强。
2.整机的屏蔽与接地设计
在电脑生产车间,地板、制造设备、测试仪器、芯片周转箱、库房等均为防静电设计,就连操作者也要身穿防静电服、戴上防静电手 套。但是,电脑在应用过程中,ESD还是有许多的可乘之机。为了避免感应静电的危害,需要对整机进行屏蔽和接地。
电脑的金属机箱是屏蔽静电的重要措施,良好的接地措施可使电脑受静电危害的几率大大降低。机箱中的主板、接口卡,软驱、硬盘、光驱等设备,以及包裹在信号线外面的金属屏蔽网,均通过机箱连接成一个整体,然后再通过电源地线接入大地,这样不仅可以消除外来的感应静电,也可以消除设备自身所产生的摩擦静电。
当然,前提是各部件之间应该接触良好。所以,为保证部件充分接触,机箱上设置有各种弹 性触点或弹性接触片
3.接口电路中植入ESD保护器
芯片是最容易被ESD损坏的器件,因此成为电脑中的重点保护对象。而接口电路位于板卡电路的外围,是抵御ESD的一道防线。在电脑 的各个接口处接入ESD防护器件,使静电在防护器件上释放掉,可避免静电向电路板的纵深区域侵入。
接口电路中最简易的防静电措施是:在线路中串联一个低阻值的电阻,以限制ESD的电流,或在信号线与地线之间接入一个小电容,给 ESD电流提供通路。不过这些措施会对信号产生衰减和延迟,不利于信号传输。近几年生产的主板中,在键盘、鼠标的PS/2接口以及RS-232C串口和IEEE 1284A并口等低速端口中,多采用内嵌防静电功能的数据收发芯片。接口芯片中内嵌的ESD保护电路,是利用寄生电路实现的。当ESD作用时,寄生电路被触发,泄放ESD电流或箝位ESD电压,达到保护目的。
四、使用与维护中的防范措施
静电是电脑的无形杀手,即便有了完善的技术措施,ESD还是有可乘之机。那么,用户在电脑的使用和维护、维护过程中又应该注意哪 些问题呢?其实,最重要的是培养防范意识,采取正确的防范措施。
1、电脑机壳需要可靠接地。对于机箱的屏蔽和接地,应该注意两点:
●机箱各部分应保持良好的接触,否则未连接到大地的部分将失去屏蔽作用;
●近年来新建的楼房通常都有符合规范的地线,电路施工时一定要按照配电规范,将火线、零线和地线分别接入插座的正确位置。如果建筑物有地线,就需要自制简易地线,用一根金属导线将机箱外壳与室内的自来水管连接起来即可。需要说明的是,那种将导线一端连接机箱金属外壳,而另一端随便扔在地上的方法是不可取的,因为完全没有达到接地的目的。
2、北方地区在秋冬季节应使用加湿器,保持室内空气的一定湿度,防止静电在设备、家具和身体上大量积累。
3、在运输和储存过程中要将电脑整机或零部件置于静电屏蔽袋或导电搬运箱内进行运输,防止集成电路芯片被静电击穿。其实在购买电 脑配件时,大多数PCB裸露在外的硬件都是装在防静电袋中的,而这些防静电袋最好妥善保管起来,以便日后再次使用。
4、使用或维护过程中触及电脑内任何电路时,规范的做法是戴上防静电腕套。不过,对于广大的普通用户而言,可以先碰一下电脑机箱金属机壳以释放身体上的静电(前提是电路确实已经接地,否则达不到释放静电的作用)。如果无法确认电路是否接地,那么也可以采用碰触自来水管的方法释放静电。
另外,我们平时插拔USB或IEEE 1394设备时,也应该按照第4点提出的方法预先释放身体上的静电,减少因静电而损坏设备和配件的几 率。