1、電路設計
影響單片機測控系統可靠性的因素，有45%來自系統設計。為了保證測控系統的可靠性，在對電路設計時，應進行最壞情況的設計。
各種電子元件的特性不可能是一個恒定值，總是在其標注值的上下有一個變化的范圍。同時，電源電壓也有一個波動范圍，最壞的設計(指工作環境最壞情況下)方法是考慮所有元件的公差，并取其最不利的數值。核算電路的每一個規定的特性。如果這一組參數值都能保證正常工作，那么在公差范圍內的其它所有元件值都能使電路可靠地工作。在設計應用系統電路時，還要根據元件的失效率特征及其使用場所采取相應措施：
在元件級，對那些容易產生短路的部件，以串聯方式復制;對那些容易產生斷路的部件，以并聯方式復制，并在這些部分設置報警和保護裝置。
2、元器件選擇
(1)型號與公差 在確定元件參數之后，還要確定元器件的型號，這主要取決于電路所允許的公差范圍。對于電容器，如果用于常溫環境中，一般的電解電容就可以滿足要求，對于電容公差要求較高的電路系統，則電解電容就不宜選用。
(2)降額使用 元件的失效率隨工作電壓成倍的增加。因此，系統供電電源的容量就大于負載的最大值，元器件的額定工作條件是多方面的，如電流電壓頻率、功率、機械強度以及環境溫度等。所說的降額使用，就是要降低以上這些參數，在電路設計中，首先考慮的是降低它的功效。選用電容器時要降低它的工作電壓，使用電壓一般小于額定電壓的60%。選用二級管以及可控硅時，應使其工作電流低于額定電流，對于晶體管、穩壓管等應考慮工作時的耗散功率。
集成電路的降額使用同樣是從電氣參數及環境因素上來考慮。在電氣上要降低功耗，對CMOS芯片和線性集成電路在滿足輸出要求的前提下，應降低電源電壓或減少下級負載。而TTL電路對電源電壓要求比較嚴，這時應注意它們的帶負載能力，民用元器件的溫度使用范圍較窄，如果用于工業控制中，在整體設計時應降額使用。
3、結構設計
結構可靠性設計是硬件可靠性設計的最后階段，結構設計時首先應注意元器件及設備的安裝方式;其次是控制系統工作的環境條件，如通風、除濕、防塵等。
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