淺談單片機應用系統(tǒng)的抗干擾技術論文
淺談單片機應用系統(tǒng)的抗干擾技術論文
單片機控制系統(tǒng)已得到廣泛應用,在應用現(xiàn)場存在著各種各樣干擾源,他們對單片機應用系統(tǒng)的工作會產(chǎn)生很大影響。這些干擾可能來自應用系統(tǒng)自身,也可能來自供電系統(tǒng)、宇宙空間和工業(yè)現(xiàn)場。為了保證控制設備工作的安全可靠,在應用系統(tǒng)設計時就必須考慮到系統(tǒng)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(tǒng)的抗干擾技術相關論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談單片機應用系統(tǒng)的抗干擾技術全文如下：
隨著計算機技術的普及，系統(tǒng)工作可靠與否已經(jīng)成為了系統(tǒng)能否發(fā)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(zhí)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(jiān)視軟件的運行及系統(tǒng)的工作狀態(tài)，分為1 級看門狗和2 級看門狗。定時脈沖是由硬件直接產(chǎn)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(huán)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(tǒng)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(tǒng)資源，在程序設計時也不用增加多余語句。設計一個監(jiān)控電路，監(jiān)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(fā)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(jiān)視電路收不到信號時，控制復位電路產(chǎn)生Reset 信號，使單片機系統(tǒng)復位。
以上介紹了單片機應用系統(tǒng)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?shù)确绞揭种聘蓴_;而對于抑制供電系統(tǒng)的干擾，則可采用使用交流穩(wěn)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(huán)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(xiàn)在兩個方面：足夠的容錯設計和初始化數(shù)據(jù)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(huán)境太過復雜，干擾還是不能避免的。除外界環(huán)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)的影響。
2)初始化數(shù)據(jù)存儲器
在單片機應用系統(tǒng)運行過程中，存在血多數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲的問題，因此，數(shù)據(jù)存儲對于單片機應用系統(tǒng)是非常重要的。當單片機剛上電時，單片機應用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)存儲器會有所不穩(wěn)定，如果直接使用數(shù)據(jù)存儲器，可能會導致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。所以，在設計軟件時，應注意對數(shù)據(jù)存儲器的初始化，增強軟件的可靠性。
(2)單片機應用系統(tǒng)的軟件抗干擾措施
1)設計軟件陷阱技術
我們現(xiàn)在采用設置軟件陷阱的方法攔截紊亂程序，將計數(shù)器引向一個制定的位置，然后執(zhí)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(shù)據(jù)區(qū)進行有效處理。
中斷向量區(qū)未使用的部分區(qū)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(tǒng)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(shù)據(jù)區(qū)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(nèi)部跳轉(zhuǎn)，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(jīng)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(shù)據(jù)單元里。正常程序中不會執(zhí)行這些陷阱軟件指令，如果程序紊亂從而進入陷阱區(qū)，則馬上會將程序引入正確pc 計數(shù)器。
2)監(jiān)視跟蹤定時器
當程序跑飛進入死循環(huán)時，以上的方法均不能解決這種情況，這時應使用監(jiān)視跟蹤定時器解決，該技術就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運行時間間隔，若發(fā)現(xiàn)時間間隔超過已知的循環(huán)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(zhuǎn)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(tǒng)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(fā)單片機，對單片機的系統(tǒng)應用采取全方位的保護。
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