3.1 电磁干扰 EMI
第一个知识点， 去耦电容的应用。 那首先要介绍一下去耦电容的应用背景， 这个背景就
是电磁干扰， 也就是“传说中” 的 EMI。
1、 冬天的时候， 尤其是空气比较干燥的内陆城市， 很多朋友都有这样的经历， 手触碰
到电脑外壳、 铁柜子等物品的时候会被电击， 这就是“静电放电” 现象， 也称之为 ESD。
2、 不知道有没有同学有这样的经历， 早期我们使用电钻这种电机设备， 并且同时在听
收音机或者看电视的时候， 收音机或者电视会出现杂音， 这就是“快速瞬间群脉冲” 的效果，
也称之为 EFT。
3、 以前的老电脑， 有的性能不是很好， 带电热插拔优盘、 移动硬盘等外围设备的时候，
内部会产生一个百万分之一秒的电源切换， 直接导致电脑出现蓝屏或者重启现象， 就是热插
拔的“浪涌” 效果， 称之为 Surge 。
左边这张图， 过了保险丝以后， 接了一个 470uF 的电容 C16， 右边这张图， 经过开关后，
接了一个 100uF 的电容 C19， 并且并联了一个 0.1uF 的电容 C10。 其中 C16 和 C19 起到的作
用是一样的， C10 的作用和他们两个不一样， 我们先来介绍这 2 个大一点的电容。
容值比较大的电容， 理论上可以理解成水缸或者水池子， 同时， 大家可以直接把电流理
解成水流， 其实大自然万物的原理都是类似的。
作用一， 缓冲作用。 当上电的瞬间， 电流从电源处流下来的时候， 不稳定， 容易冲击电
子器件， 加个电容可以起到缓冲作用。 就如同我们直接用水龙头的水浇地， 容易冲坏花花草
草。 我们只需要在水龙头处加个水池， 让水经过水池后再缓慢流进草地， 就不会冲坏花草，
起到有效的保护作用。
作用二， 稳定作用。 我们的一整套电路， 后级电子器件的功率大小都不一样， 而器件正
常工作的时候， 所需电流的大小也不是一成不变的。 比如后级有个器件还没有工作的时候，
电流消耗是 100mA， 突然它参与工作了， 电流猛的增大到了 150mA， 这个时候如果没有一
个水缸的话， 电路中的电压（水位） 就会直接突然下降， 比如我们的 5V 电压突然降低到 3V
了。 而我们系统中有些电子元器件， 必须高于一定的电压才能正常工作， 电压太低就直接不
工作了， 这个时候水缸就必不可少了。 电容会在这个时候把存储在里边的电量释放一下， 稳
定电压， 当然， 随后前级的电流会及时把水缸充满的。
有了这个电容， 可以说我们的电压和电流就会很稳定了， 不会产生大的波动。
电容的选取， 第一个参数是耐压值的考虑。 我们用的是 5V 系统， 电容的耐压值要高于
5V， 一般推荐 1.5 倍到 2 倍即可， 有些场合稍微再高点也可以。 我们板子上用的是 10V 耐压
的。 第二个参数是电容容值， 这个就需要根据经验来选取了， 选取的时候， 要看这个电容起
作用的整套系统的功率消耗情况， 如果系统耗电较大， 波动可能比较大， 那么容值就要选大
一些， 反之可以小一些。
同学们刚开始设计电路也是要模仿别人， 别人用多大自己也用多大， 慢慢积累。 比如咱
上边讲电容作用二的时候， 电流从 100mA 突然增大到 150mA 的时候， 其实即使加上这个电
容， 电压也会轻微波动， 比如从 5V 波动到 4.9V， 但是只要我们板子上的器件在电压 4.9V 以
上也可以正常工作的话， 这点波动是被容许的， 但是如果不加或者加的很小， 电压波动比较
大， 有些器件的工作就会不正常了。 但是如果加的太大， 占空间并且价格也高， 所以这个地
方电容的选取多参考经验。
我们再来看图 3-1 中的另一种电容 C10， 它容值较小， 是 0.1uF， 也就是 100nF， 是用来
滤除高频信号干扰的。 比如 ESD， EFT 等。 我们初中学过电容的特性——可以通交流隔直流，
但是电容的参数对不同频率段的干扰的作用是不一样的。 这个 100nF 的电容， 是我们的前辈
根据干扰的频率段， 根据板子的参数， 根据电容本身的参数所总结出来的一个值。 也就是说，
以后大家在设计数字电路的时候， 在电源处的去耦高频电容， 直接用这个 0.1uF 就可以了，
不需要再去计算和考量太多。
还有一点， 大家可以仔细观察我们的 KST-51 开发板， 在电路中需要较大电流供给的器
件附近， 会加一个大电容， 比如在 1602 液晶左上角的 C18， 靠近单片机的 VCC 以及 1602
液晶背光的 VCC， 起到稳定电压的作用， 而图 3-1 中的 C19 的实际位置也是放在了在左上角
电机和蜂鸣器附近， 因为它们所需的电流都比较大， 而且工作时电流的波动也很大。 还有在
所有的 IC 器件的 VCC 和 GND 之间， 都会放一个 0.1uF 的高频去耦电容， 特别在布板的时
候， 这个 0.1uF 电容要尽可能的靠近 IC， 尽量很顺利的与这个 IC 的 VCC 和 GND 连到一起，
这个大家先了解， 细节以后再讨论。
这个程序 小灯会闪烁。晶振频率是11.0592MHz。时钟周期是1/11.0592us=90422秒。1秒=1000000us。
#include<reg52.h>
sbit LED = P0^0;
sbit ADDR0 = P1^0;
sbit ADDR1 = P1^1;
sbit ADDR2 = P1^2;
sbit ADDR3 = P1^3;
sbit ENLED = P1^4;
void main()
{
int i;
ENLED = 0;
ADDR3 = 1;
ADDR2 = 1;
ADDR1 = 1;
ADDR0 = 0;
while(1)
{
LED = 0;
for(i=0;i<30000;i++);
LED = 1;
for(i=0;i<30000;i++);
}
}