怎么从软件和硬件提高单片机的可靠性？

面纱如雾

怎么从软件和硬件提高单片机的可靠性？ [复制链接]

随着程序的不断增加，单片机里的程序越来越冗杂但又缺一不可，程序多意味着未知错误多，我的程序运行一两个小时可能没问题，但是时间一长就出现些异常，比如接收中断不能进入，或者接收到的不是预料的数据。
程序编写上应该大体没问题，不然也不会坚持个把小时的，硬件也应该如此，那么怎么从细节上提升可靠性呢？
请各位大神从软件和硬件上提出高见。
（本来导师让我熟悉一下制作流程的，后来说要可以作为实验设备，现在要让我制作成产品，靠我一个人的力量我觉得太渺茫了，希望各位能提出意见，我的作品不完美，经常有各种莫名其妙的问题，然后断电几个小时就恢复了。。。。。）

dontium

刚开始工作正常，后来不正常，象这种现象一般是由器件及干扰引起的。

器件质量不过关时（特别是大功率及苛刻场合）很容易出现。

这个问题也是工程师们一直寻求解决的问题。

1、选择好的器件
2、设计适当的电路及PCB。
3、程序中加入例外处理及看门狗

qiushenghua

试试那个库 IEC 60730 Library，好像就是为了可靠性设计的。我没看全，里面有很多自检措施，基本能保证硬件安全。剩下的就是自己排查代码中的bug了，很多故障是隐性的，需要满足特定条件才能进入故障分支。这时候就得采用白盒分析法，特别是分析清楚在代码执行过程中产生了中断会造成什么状况。
举个例子，我这几天在写一个I2C读取数组的程序，写从设备代码的时候，由于我们不知道主机什么时候发起I2C请求，于是采用了中断法，在主循环中对数组进行更新，更新周期大概每秒1次，中断服务采用状态机方式读取数组并将其值依次发出去。
由于中断到来的时间不定，一般情况下代码是能够正常运行的，但是如果恰巧正在对数组赋值的时候中断来了，就可能产生不可预料的后果。所以考虑了半天，决定在赋值前把中断关闭，赋值后再开启中断。这样才不会发错数据。出现这样状况的概率大概是1us/1s，但是一旦出现这样的错误，可能会产生灾难性后果。所以宁可增加代码和CPU的使用率都得加上相应的保护语句。

chunyang

楼主的问题实在不是几句话能说清楚，说清楚得写一本厚厚的书，只能简单讲讲最核心的问题。
可靠性设计的基础是对电路、程序和系统的高度理解，这要求你对电路原理、程序编制、系统工艺性等多方面都有足够的知识积淀和认识深度，这不是朝夕之功课程，也不是看看书就能明白，这需要大量的学习和经验积累。“高手”之所以是高手，不在于其是否会用什么“高级技巧”，而是对设计品质的把握，牛B哄哄的伪高手千万不能学。
一切从最简单的元件和电路开始吧，好好重新认识，勿急于求成。这个时候，“慢”才是真正的快。

zca123

我觉得现阶段不要去迴避问题，加看门狗解决一时的问题。但是很显然，出问题的因素还在。只有找到原因，才是王道。看看软件里有没有竞争冒险。看看硬件是否足够简单可靠

面纱如雾

chunyang 发表于 2014-10-21 22:40
楼主的问题实在不是几句话能说清楚，说清楚得写一本厚厚的书，只能简单讲讲最核心的问题。
可靠性设计的基 ...

如果让我三年做这个产品，我会静下心来做，除了模拟电路的低频，还要细究高频，学习PCB板的各种规避干扰的布局布线等细节。当初导师让我做这个东西一开始是让我熟悉下流程，后来看我做成了，要我能在实验设备上可以实验，实验成功了又要我做成产品（我们实验室的GPRS模块都是买的，他意思是自己做，这样报项目的时候可以显示下技术含量），但是实验到产品之间的道路都是细节决定的，我一个学生还没毕业也做不到面面俱到，经验还不够。问题的关键是我的毕业设计根本不是这个，我一直花时间再这边，根本来不及做毕业设计，所以被你说中了，是有点急。但是在这个论坛里和你们高手交流还是学到了很多东西，最起码我把那个东西做起来了，谢谢你们！

面纱如雾

dontium 发表于 2014-10-21 21:48
刚开始工作正常，后来不正常，象这种现象一般是由器件及干扰引起的。

器件质量不过关时（特别是大功率及 ...

下次做板子买些好的器件，把这些问题最小化。谢谢您！

面纱如雾

qiushenghua 发表于 2014-10-21 22:38
试试那个库 IEC 60730 Library，好像就是为了可靠性设计的。我没看全，里面有很多自检措施，基本能保证硬件 ...

首先谢谢你的经验之谈，让我以后遇到问题有个参考。
你开头说的那个IEC 60730 Library是什么？我百度下也没百度出什么东西，哪里可以找到？

面纱如雾

zca123 发表于 2014-10-22 09:51
我觉得现阶段不要去迴避问题，加看门狗解决一时的问题。但是很显然，出问题的因素还在。只有找到原因，才是 ...

我也觉得不能规避风险，而是去寻找应对机制