发布时间：2021-12-10 阅读量：1479 来源: 我爱方案网 作者: 我爱方案网整理
单论单片机硬件系统设计解决方案，一般从三个方面分析：优选设计方案、增加冗余和容错率、采用硬件抗干扰。本文详细的介绍了优化这三个方面对单片硬件可靠性带来的好处。
选优设计
在系统硬件设计和加工时，应该选用质量好的接插件，设计好工艺结构;选用合格的元器件，进行严格的测试、筛选和老化;设计时技术参数（如负载）要留有一定的余量或降额使用元器件;提高印制板和组装的质量。
采用硬件抗干扰措施
来自供电系统以及通过导线传输、电磁耦合等产生的电磁干扰信号，是单片机系统工作不稳定的重要因素，在系统硬件设计时必须采取有效的干扰抑制措施。单片机应用系统中还常使用系统监视电路检测系统发生的错误或故障，自动报警或使系统自动恢复正常工作状态。如采用电源故障监视、看门狗定时器等采用89C51单片机和X25045组成的看门狗电路，X25045硬件连接图如图所示。X25045芯片内包含有一个看门狗定时器，可通过软件预置系统的监控时间。在看门狗定时器预置的时间内若没有总线活动，则X25045将从RESET输出一个高电平信号，经过微分电路C2、R3输出一个正脉冲，使CPU复位。如图1所示电路中，CPU的复位信号共有3个：上电复位（C1、R2），人工复位（S、R1、R2）和Watchdog复位（C2、R3），通过或门综合后加到RESET端。C2、R3的时间常数不必太大，有数百微秒即可，因为这时CPU的振荡器已经在工作。
看门狗电路的定时时间长短可由具体应用程序的循环周期决定，通常比系统正常工作时最大循环周期的时间略长即可。编程时，可在软件的合适地方加一条喂狗指令，使看门狗的定时时间永远达不到预置时间，系统就不会复位而正常工作。当系统跑飞，用软件陷阱等别的方法无法捕捉回程序时，则看门狗定时时间很快增长到预置时间，迫使系统复位。需要注意的是，在程序正常运行的时候，应该在适当的地方加一条喂狗指令，使系统正常运行时的定时时间达不到预置时间。系统就不会复位。
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在任何数字电子系统中，时钟信号都扮演着“心脏起搏器”的角色。
RTC晶振与普通32.768kHz晶振的PCB设计要点基本一致，其核心均在于通过优化布线以降低杂散电容、确保频率精度，并依托合理的布局规划最大限度屏蔽来自板上其他信号源的电磁干扰。
按晶振的功能和实现技术的不同，分为温度补偿晶振（TCXO）、压控晶振（VCXO）、恒温晶振（OCXO）。
为了在性能与功耗之间取得最佳平衡，需要根据具体应用场景，对基准时钟进行相应的分频、倍频或转换处理，从而为各模块提供适宜的时钟信号。此时，分频技术就成为连接晶振基准频率与系统需求的关键，通过数字电路将晶振原始频率按固定比例降低，输出符合要求的低频时钟信号。
RTC芯片是一种专门用于精准计时、掉电续时的专用集成电路，其核心功能是提供精准、稳定的时间信息（包括秒、分、时、日、月、周、年），并能在主电源断电后依靠备用电池继续保持计时，从而确保时间持续不间断。
