单片机也是一种集成电路，与寻常集成电路不同的是它是由运算器、微控制器、存储器、输入输出设备等部分构成的可编程的智能型芯片。正因为它内含诸多的智能部件，所以对所用工作电源、所处电路环境等的要求也比寻常集成电路更为讲究。当完整的单片机系统程序出乱或数据出错时，有可能是由电路中相关电容的不正常所引起的。
公司门卫的智能钟控打铃仪是4年前笔者设计制作的，其电路如图1所示。变压器TB、桥堆UR、电容C1及C2组成了降压整流滤波电路，并经稳压块L7805、电容C3、C4稳压滤波后得到了5V的直流稳压电源为整机供电。MCU单片机GMS97C2051是该电路的核心，它通过软件程序的运行将实时时钟电路DS1302、时钟显示电路及打铃控制输出电路等有机地连接成一个钟控打铃系统，承担了上下班打铃的任务。图中的IC3 X5045是“看门狗”专用电路。
前几年该钟控打铃仪一直都没出现什么差错，可是去年七月份的一天钟控打铃仪显示的时间数据停止不动了。钟控仪的软件程序是笔者编写的，五位数码是用扫描方式进行显示的，在平常情况下，第一位数码显示的是“H”字样，且每秒钟闪动一次；第二、第三位是“小时”数据；第四、第五位是“分”数据。时间数据的更新及“H”字样的闪烁都是由定时器中断服务子程序执行的。而现在的故障现象是五位数码有显示但“僵硬不动”，这说明了一方面循环显示程序还在正常运行，即每一大循环的“喂狗”程序等都在正常进行，不然“看门狗”早就起作用——复位初始化了；另一方面，定时器没产生中断，即定时器的中断服务子程序似乎没在运行，不然，至少“H”字样会闪动。
定时器能否中断主要是由MCU（单片机）内部的几个SFR（特殊功能寄存器）如IE（中断允许控制寄存器）、TCON（定时器/计数器控制寄存器）等的设置决定的。本钟控打铃仪是由初始化设定允许中断的相关数据位的——不管是上电复位初始化还是“看门狗”复位初始化。一旦相关的允许中断设置确定后，系统程序在正常运行情况下定时器就会一直保持触发中断的功能，可眼前的现象看上去似乎就是定时器中断没在进行，而其他程序的运行却是正常的，出现这种现象最有可能的解释是MCU受到某种干扰使其内存的数据（包括可读写的SFR的数据）受到破坏，也就是偶尔的因干扰而“修改”了IE或TCON等寄存器中相关“位”的初始设置数据，导致定时器不能产生中断。基于这样的“认识”，切断了钟控打铃仪的电源后再让它重新上电复位，果然，一切都正常了。谁知没过几天门卫又打电话说出现上次类似的情况。
3.故障原因
这次笔者把钟控打铃仪拆下带回了实验室。打开机子看到电路板及元器件上已积了厚厚的灰尘，笔者用长毛刷清理，不料清理中竟“碰翻”了一个电容。哈哈，原来如此！
碰翻的那个电容是图1中的电解电容C4，容量为1000μF，是稳压块L7805后的主要滤波电容，可能是因为其质量不太好，漏出了电解液将其自身的“正极”引脚腐蚀断了（如图1虚线框中所示），因而失却了滤波作用，造就了备用电源干扰的“缺口”。由此看来，几次门卫已发觉到的异常现象都是受干扰引起的“情节”比较轻的现象。事实上在这有梁车机床运行、有高压拉弧测试等的厂区内，钟控打铃仪因受干扰，其程序已可能不只一次出现“死机”状态了，只是未被觉察而已。因为，电路中设置有“看门狗”X5045，当出现“死机”，程序运行丧失“喂狗”功能时，“看门狗”定时器就会溢出，MCU将被强制复位，MCU一旦被复位初始化就又能重新正常运行了，而从干扰“死机”到复位初始化，再到正常运行也只不过1秒钟之内的事，因而未被觉察也不足为奇。
4.总结
在单片机开发研制过程中因电容而影响单片机运行的情况是经常碰到的，或直接或简接，且影响所产生的问题也往往因电容所处具体电路的不同而各异。譬如，我们在研制压力监控系统的相关A/D转换过程中，曾碰到过一个有趣的现象——不管感应探头上施加多大的压力，压力数据显示却始终徘徊于“量程”的中值状态，也就是显示的压力数据不随感应探头所受压力的变化而变化。检查结果发现感应信号处理通道上阻容退耦电路中的退耦电容接地端虚焊了（如图2所示），使有退耦滤波功效的电容变成了接收干扰杂波的“天线”，杂波信号“喧宾夺主”，造成A/D转换失真。
其实，有很多像P89LPC系列单片机、PIC系列单片机等在使用说明书上就往往写有：在这些单片机的V\(_{cc}\)引脚——即电源输入端至少要加接一个0.1μF的傍路滤波电容，不然就难以保证单片机正常工作。
参考资料
电路中的单片机GMS97C2051、实时时钟芯片DS1302、“看门狗”X5045等芯片的相关资料（均是pdf格式的文本资料，备有Acrobat Reader 5.0应用软件则可打开）分别可由以下网站查阅。
1、http：//www.icbase.com/pdf/hyd/hyd00040106.pdf。
2、http：//www.lierda.com/upfile/1089684457.pdf。
3、http：//www.icbase.com/pdf/XIC/XIC02690106.pdf。
4、http：//www.icbase.com/pdf/MRP/MRP00310106.pdf。
文/张春峰