淺談單片機應用系統的抗干擾技術論文
淺談單片機應用系統的抗干擾技術論文
單片機控制系統已得到廣泛應用,在應用現場存在著各種各樣干擾源,他們對單片機應用系統的工作會產生很大影響。這些干擾可能來自應用系統自身,也可能來自供電系統、宇宙空間和工業現場。為了保證控制設備工作的安全可靠,在應用系統設計時就必須考慮到系統的抗干擾性能。以下是學習啦小編為大家精心準備的：淺談單片機應用系統的抗干擾技術相關論文。內容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談單片機應用系統的抗干擾技術全文如下：
隨著計算機技術的普及，系統工作可靠與否已經成為了系統能否發揮作用及工作成敗的重大問題。單片機本身的干擾是最致命的干擾。單片機常常由于受到干擾而不能按正常執行程序，從而引起混亂。防止單片機“死機”的干擾技術主要從軟件和硬件兩個方面考慮。在硬件采用切斷干擾傳播路徑，提高敏感器件的抗干擾性能;在軟件上采用軟件陷阱技術防干擾引起程序跑飛，并對兩個可能存在的隱患采取有效的措施。
1 抗干擾的硬件技術
1.1 看門狗
看門狗是由CPU 控制的定時器，可以用來監視軟件的運行及系統的工作狀態，分為1 級看門狗和2 級看門狗。定時脈沖是由硬件直接產生或用單片機的ALE 信號。2 級看門狗額度兩個定時器是同步進行的，因其定時器是同時清除的。
(1)級看門狗的定時器1 的定時長度為t1, 主程序循環周期為T，設計T 和t1 為T
(2)級看門狗是較完備的，它可使系統恢復到較理想的程度。定義2 級看門狗定時器2 的定時長度為 t2 ，設計 t2 為：t2>t1>T，0
1.2 遠端強制復位
該技術用于單片機多機通信時，主機給從機復位。此技術不占用系統資源，在程序設計時也不用增加多余語句。設計一個監控電路，監視主機給從機傳輸命令的信道。合理安排工作時序，每隔一定時間，主機發出各種命令從機予以響應。若從機受到干擾失控，主機可以從應答命令的情況判斷出，然后對其停止一定時間的控制操作。從機的通道監視電路收不到信號時，控制復位電路產生Reset 信號，使單片機系統復位。
以上介紹了單片機應用系統的二種抗干擾的硬件技術，除此之外還可以針對不同的干擾源采取不同的抗干擾措施。如針對電磁干擾，可采用屏蔽易干擾的電路、設備或直接屏蔽輻射源的方式達到抑制干擾的效果;針對過程通道干擾可采用光電耦合隔離、雙絞線傳輸等方式抑制干擾;而對于抑制供電系統的干擾，則可采用使用交流穩壓器、分立式供電、用低通濾波器過濾高次諧波等方式。
2 抗干擾的軟件技術
(1)單片機的程序能夠井然有序的進行，要使程序運行環境安全可靠，一是硬件基礎必須可靠，有足夠的能力承擔程序的運行壓力，二是軟件必須可靠，軟件的可靠性體現在兩個方面：足夠的容錯設計和初始化數據存儲器。
1)足夠的容錯設計
盡管單片機擁有許多抗干擾的機制，但由于其工作環境太過復雜，干擾還是不能避免的。除外界環境對單片機的干擾之外，還存在許多人為因素與硬件因素造成的干擾，比如操作失誤、硬件出錯等，因此在設計軟件是還要有足夠的容錯設計，在單片機應用系統受到不正常激勵信號的時候，足夠的容錯設計能屏蔽掉大部分的不正常激勵信號，對于那些沒有被屏蔽掉的不正常激勵信號，軟件的容錯設計能對其進行有序化處理，是單片機應用系統在受到不正常激勵信號干擾的情況下還能保證程序的正常運行，除此之外，足夠的容錯設計還能減輕干擾對單片機應用系統的影響。
2)初始化數據存儲器
在單片機應用系統運行過程中，存在血多數據處理、數據存儲的問題，因此，數據存儲對于單片機應用系統是非常重要的。當單片機剛上電時，單片機應用系統及數據存儲器會有所不穩定，如果直接使用數據存儲器，可能會導致數據出現偏差。所以，在設計軟件時，應注意對數據存儲器的初始化，增強軟件的可靠性。
(2)單片機應用系統的軟件抗干擾措施
1)設計軟件陷阱技術
我們現在采用設置軟件陷阱的方法攔截紊亂程序，將計數器引向一個制定的位置，然后執行一段對程序運行出錯的處理解決程序。以下為陷阱設計的一般運用方案。ERROR 為指定位置，出錯處理程序軟件陷阱可安排在下面幾個數據區進行有效處理。
中斷向量區未使用的部分區域。當干擾源程序使未使用的中斷開放，并加以激活這些中斷后，一般引起系統程序的紊亂，及時捕捉到錯誤的辦法一般是在中斷位置設置軟件陷阱。軟件程序數據區域，一般運用指令冗余技術加以解決紊亂的程序在用戶程序內部跳轉，亦可以設置相關的軟件陷阱，從而阻止程序紊亂。單片機的程序一般經常采用模塊化設計，模塊化設計程序是由一系列指令完成的，所以不能在這些指令中隨意插入陷阱，一般將陷阱處理軟件指令分布在各應用模板的空余數據單元里。正常程序中不會執行這些陷阱軟件指令，如果程序紊亂從而進入陷阱區，則馬上會將程序引入正確pc 計數器。
2)監視跟蹤定時器
當程序跑飛進入死循環時，以上的方法均不能解決這種情況，這時應使用監視跟蹤定時器解決，該技術就是不斷監視程序循環運行時間間隔，若發現時間間隔超過已知的循環設定的時間間隔，就可以認定程序以進入死程序，然后加跳轉指令LJMP 使程序返回到入口地址0000H，在0000H 添加相關的出錯處理程序指令，使系統重新運行正常。
在日常生活中，單片機必不可免的會受到干擾，干擾對單片機造成的影響是難以想象的。我們必須對單片機的抗干擾性進行研究和探索，對單片機的各個運行過程了如指掌，才能更好的研究單片機，開發單片機，對單片機的系統應用采取全方位的保護。
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