1、电路设计

影响单片机测控系统可靠性的因素，有45%来自系统设计。为了保证测控系统的可靠性，在对电路设计时，应进行最坏情况的设计。

各种电子元件的特性不可能是一个恒定值，总是在其标注值的上下有一个变化的范围。同时，电源电压也有一个波动范围，最坏的设计(指工作环境最坏情况下)方法是考虑所有元件的公差，并取其最不利的数值。核算电路的每一个规定的特性。如果这一组参数值都能保证正常工作，那么在公差范围内的其它所有元件值都能使电路可靠地工作。在设计应用系统电路时，还要根据元件的失效率特征及其使用场所采取相应措施：

在元件级，对那些容易产生短路的部件，以串联方式复制;对那些容易产生断路的部件，以并联方式复制，并在这些部分设置报警和保护装置。

2、元器件选择

(1)型号与公差　在确定元件参数之后，还要确定元器件的型号，这主要取决于电路所允许的公差范围。对于电容器，如果用于常温环境中，一般的电解电容就可以满足要求，对于电容公差要求较高的电路系统，则电解电容就不宜选用。

(2)降额使用　元件的失效率随工作电压成倍的增加。因此，系统供电电源的容量就大于负载的最大值，元器件的额定工作条件是多方面的，如电流电压频率、功率、机械强度以及环境温度等。所说的降额使用，就是要降低以上这些参数，在电路设计中，首先考虑的是降低它的功效。选用电容器时要降低它的工作电压，使用电压一般小于额定电压的60%。选用二级管以及可控硅时，应使其工作电流低于额定电流，对于晶体管、稳压管等应考虑工作时的耗散功率。

集成电路的降额使用同样是从电气参数及环境因素上来考虑。在电气上要降低功耗，对CMOS芯片和线性集成电路在满足输出要求的前提下，应降低电源电压或减少下级负载。而TTL电路对电源电压要求比较严，这时应注意它们的带负载能力，民用元器件的温度使用范围较窄，如果用于工业控制中，在整体设计时应降额使用。

3、结构设计

结构可靠性设计是硬件可靠性设计的最后阶段，结构设计时首先应注意元器件及设备的安装方式;其次是控制系统工作的环境条件，如通风、除湿、防尘等。