设计使用寿命更长的电路

我已经学习了一段时间的图片微控制器，并且对处理数字电子学有相当多的了解。我从事过基本的电子项目，现在需要从事一些商业应用。

我的问题是关于如何设计和构建可靠而持久的电路。我建立了一个自动光控制器电路，该电路从LDR接收输入，并在七段式面板上显示模拟读数的值。然后，它进行一些计算并通过继电器控制光。该电路需要永久性接通（每天24小时）。最初几个月，电路工作正常，但是大约六个月后，它开始出现故障。它在7段显示器上显示了毫无意义的东西（它只显示了数字的一部分），然后点亮了指示灯LED上的灯泡，但没有接通继电器，这不是预期的行为。问题是它不会总是那样工作。有时它完美地工作。然后它再次开始出现故障。没有确切的工作顺序。

现在我的问题是为什么这些电路会以这种方式工作。我认为这可能是因为它无间断地全天候工作。这种应用程序需要全天候工作。我使用PIC是因为我只了解pic。atmal比pic更可靠吗？（我问，因为atmal在大多数自动化应用中使用的频率比图片使用的频率更高）我需要数字电子专家的一些建议。这种工业应用如何构建？有什么特别的规则要遵循吗？如何设计更可靠的电路？专家的任何建议或指导将不胜感激。谢谢...

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正如答案中所建议的那样，我将通过提供其他资源来帮助找出设计中的错误来编辑答案。

下图描述了构建电路后的外观。这是一个12V中心抽头变压器，可为电路供电，使用半波整流器进行整流，然后使用7805 IC进行调节。

下面是原理图设计。

如果需要任何其他信息，我将提供所需的一切。如果需要该程序，我将其添加。该程序有点长，它使用中断。

在开始考虑切换之前，请确保您具有良好的整体设计。您需要开始考虑可能在设计中遇到问题的所有方法。做到这一点的一个好方法是停止将微处理器当作“魔盒”，将代码放入其中并执行告诉其的操作，并开始在门级和系统级上考虑其功能。您需要保持微处理器满意。

1. 电源-如果微处理器电源不干净，它将无法正常工作。这意味着要检查PCB设计，并确保电源有良好的低电感路径，并确保在芯片附近有足够的功率帽。监视和测量您知道在示波器和电压表不起作用的设计上的功率，这是功率吗？当电源出现尖峰或下降时，您是否看到问题发生了？您在Vcc线上看到峰值或下降吗？
2. 代码\时钟-代码中是否存在导致其无法正常运行的错误？您是否以间歇单位查看过代码？它会验证（匹配）您现在拥有的代码吗？您的闪存性能下降了吗？那时钟呢？功率实际上会随着时间的推移而降低时钟频率。您的时钟是需要的吗？如果您降低时钟速度，代码是否会停止运行？
3. 环保。您是否按照设计的规格运行微处理器？温度以故障单位恒定吗？它们是否处在可能导致其故障的环境因素（例如灰尘，EMI，ESD或温度）的区域中。您的输入内容是否受到外界的保护，人们会否改变这个单位？随着时间的流逝，热量会对电子设备造成不良影响。获取热像仪，看看一切是否正常

您真正需要做的是找到故障机制，您需要知道故障原因。一旦知道其失败原因，便可以解决问题。如果找不到，则必须使您的设计无敌，才能阻止出现任何问题。如果您不这样做，则可以切换微处理器，但仍然存在相同的问题。如果您确实要切换，那么ST会提供一些更适合工业应用的出色微处理器。

既然您不说，我质疑有问题的电路的物理构造-因为这听起来完全像是不焊接的人在临时的“推连接”面包板上构造电路并离开时通常会看到的问题类型它持续了几个月。

如果这与您的情况相似，那就是您的问题；如果不是，我仍然会怀疑连接不良，但它比“无法焊接任何东西”问题更成为“焊接技能”的问题。

PIC电源上没有去耦电容，但是在这样的小板上，您可能会不使用它。您可能还希望添加掉电保护，以便在电压降至阈值以下时重置PIC。

但是我会看你的代码。

对于初学者，您应该在微型计算机上启用看门狗。如果代码停止正常运行，看门狗将重新启动它。

不过，最有可能的是，您在某个地方只有一个错误。作为专业的嵌入式软件工程师，我想它与中断有关，因为这是初学者最常犯错误的地方。不过，作为一个初学者，您可能会在代码中犯下大量错误，所以这只是我所要寻找的第一位。（不要生气-我自己犯了很多错误，包括我什么时候应该更了解。;-)

我同意这样的意见，即在7805的两侧都需要一个漂亮的胖电容器。尤其是那里有一个继电器。我希望这是根本问题。我还要在PIC的电源线上跨接一个去耦电容器。

我还将寻找干燥的关节。

我还将彻底检查我的程序，并使用那里的任何看门狗工具。

但是，您的问题中有一些有趣的地方：

它在7段显示器上显示了毫无意义的东西（它只显示了部分数字）

我会尽力弄清发生了什么事。例如，PIC崩溃了吗？

现在，如果我正确地读出你的原理图，然后以每个7个显示器的可显示的东西，和一些不同的东西，不断至少有两个人，那么每个Q1，Q2和Q3对必须仍然被打开依次打开，并且段的输出必须正确。这将告诉我您的PIC至少仍在运行其某些代码，但是以某种方式扰乱了数字输出。例如，可能没有给它显示0-9的数字，而是给它显示17或类似的数字（为此它从随机的存储位置获取数字的布局）。

你说：

它点亮了指示灯LED上的灯泡，但没有打开继电器

查看原理图，然后除非PIC输出出现脉动或类似现象（并非不可能，因为这也是定时器输出端口），否则必须是电气故障（例如，干接点），PSU问题（请参见上面的电容器） ，或者Q4晶体管（可能）没有完全饱和。我尚未阅读PIC数据表，但是BC547的最大I _C为100mA（希望足以驱动继电器和LED），并且在这种水平下的hFE为120，因此您需要大约1mA因此，in。10k可能有点小。我可能会尝试3k3。

此外，您没有有用的调试方法。由于您的显示器一直处于打开状态，因此也许您可以使最后的小数点每秒闪烁一次（或类似的时间）以表明一切正常。

如果我不得不在黑暗中狂奔，我猜想尤其是当继电器打开时，电路会消耗大量电流。由于7805的输入端缺少大容量的电容器，因此当AC电压过零时，7805将不会提供任何输出电流（并且可能确实在消耗电容器本身的电量）-从7805数据表“即使在输入纹波电压的最低点，输入电压也必须通常保持高于输出电压2.0V。因此，PIC上的电压将降低，可能足以使其崩溃。将5V线的范围放在PIC旁边，如果您没有看到一条漂亮的5V实线，则说明您有问题。

每当您在微处理器中出现异常行为时，都有两个主要的问题来源。1）“旁路”电容器缺失或不足，2）微处理器引脚“悬空”。
每个“芯片”都需要在连接到Vcc（+ 5v）的芯片引脚上有一个旁路电容。
任何未使用的引脚，都必须高电平或低电平连接，但切勿“悬空”。

我同意您没有足够“努力”地驾驶Q4，我建议R12使用1K。