淺談單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)論文
淺談單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)論文
單片機(jī)控制系統(tǒng)已得到廣泛應(yīng)用,在應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)存在著各種各樣干擾源,他們對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的工作會(huì)產(chǎn)生很大影響。這些干擾可能來(lái)自應(yīng)用系統(tǒng)自身,也可能來(lái)自供電系統(tǒng)、宇宙空間和工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。為了保證控制設(shè)備工作的安全可靠,在應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)就必須考慮到系統(tǒng)的抗干擾性能。以下是學(xué)習(xí)啦小編為大家精心準(zhǔn)備的：淺談單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)相關(guān)論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)全文如下：
隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)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(wèn)題。單片機(jī)本身的干擾是最致命的干擾。單片機(jī)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(jī)“死機(jī)”的干擾技術(shù)主要從軟件和硬件兩個(gè)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(shù)防干擾引起程序跑飛，并對(duì)兩個(gè)可能存在的隱患采取有效的措施。
1 抗干擾的硬件技術(shù)
1.1 看門(mén)狗
看門(mén)狗是由CPU 控制的定時(shí)器，可以用來(lái)監(jiān)視軟件的運(yùn)行及系統(tǒng)的工作狀態(tài)，分為1 級(jí)看門(mén)狗和2 級(jí)看門(mén)狗。定時(shí)脈沖是由硬件直接產(chǎn)生或用單片機(jī)的ALE 信號(hào)。2 級(jí)看門(mén)狗額度兩個(gè)定時(shí)器是同步進(jìn)行的，因其定時(shí)器是同時(shí)清除的。
(1)級(jí)看門(mén)狗的定時(shí)器1 的定時(shí)長(zhǎng)度為t1, 主程序循環(huán)周期為T(mén)，設(shè)計(jì)T 和t1 為T(mén)
(2)級(jí)看門(mén)狗是較完備的，它可使系統(tǒng)恢復(fù)到較理想的程度。定義2 級(jí)看門(mén)狗定時(shí)器2 的定時(shí)長(zhǎng)度為 t2 ，設(shè)計(jì) t2 為：t2>t1>T，0
1.2 遠(yuǎn)端強(qiáng)制復(fù)位
該技術(shù)用于單片機(jī)多機(jī)通信時(shí)，主機(jī)給從機(jī)復(fù)位。此技術(shù)不占用系統(tǒng)資源，在程序設(shè)計(jì)時(shí)也不用增加多余語(yǔ)句。設(shè)計(jì)一個(gè)監(jiān)控電路，監(jiān)視主機(jī)給從機(jī)傳輸命令的信道。合理安排工作時(shí)序，每隔一定時(shí)間，主機(jī)發(fā)出各種命令從機(jī)予以響應(yīng)。若從機(jī)受到干擾失控，主機(jī)可以從應(yīng)答命令的情況判斷出，然后對(duì)其停止一定時(shí)間的控制操作。從機(jī)的通道監(jiān)視電路收不到信號(hào)時(shí)，控制復(fù)位電路產(chǎn)生Reset 信號(hào)，使單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位。
以上介紹了單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的二種抗干擾的硬件技術(shù)，除此之外還可以針對(duì)不同的干擾源采取不同的抗干擾措施。如針對(duì)電磁干擾，可采用屏蔽易干擾的電路、設(shè)備或直接屏蔽輻射源的方式達(dá)到抑制干擾的效果;針對(duì)過(guò)程通道干擾可采用光電耦合隔離、雙絞線(xiàn)傳輸?shù)确绞揭种聘蓴_;而對(duì)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(guò)濾高次諧波等方式。
2 抗干擾的軟件技術(shù)
(1)單片機(jī)的程序能夠井然有序的進(jìn)行，要使程序運(yùn)行環(huán)境安全可靠，一是硬件基礎(chǔ)必須可靠，有足夠的能力承擔(dān)程序的運(yùn)行壓力，二是軟件必須可靠，軟件的可靠性體現(xiàn)在兩個(gè)方面：足夠的容錯(cuò)設(shè)計(jì)和初始化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器。
1)足夠的容錯(cuò)設(shè)計(jì)
盡管單片機(jī)擁有許多抗干擾的機(jī)制，但由于其工作環(huán)境太過(guò)復(fù)雜，干擾還是不能避免的。除外界環(huán)境對(duì)單片機(jī)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(cuò)等，因此在設(shè)計(jì)軟件是還要有足夠的容錯(cuò)設(shè)計(jì)，在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)受到不正常激勵(lì)信號(hào)的時(shí)候，足夠的容錯(cuò)設(shè)計(jì)能屏蔽掉大部分的不正常激勵(lì)信號(hào)，對(duì)于那些沒(méi)有被屏蔽掉的不正常激勵(lì)信號(hào)，軟件的容錯(cuò)設(shè)計(jì)能對(duì)其進(jìn)行有序化處理，是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)在受到不正常激勵(lì)信號(hào)干擾的情況下還能保證程序的正常運(yùn)行，除此之外，足夠的容錯(cuò)設(shè)計(jì)還能減輕干擾對(duì)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的影響。
2)初始化數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器
在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，存在血多數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的問(wèn)題，因此，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)對(duì)于單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)是非常重要的。當(dāng)單片機(jī)剛上電時(shí)，單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)及數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器會(huì)有所不穩(wěn)定，如果直接使用數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)出現(xiàn)偏差。所以，在設(shè)計(jì)軟件時(shí)，應(yīng)注意對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的初始化，增強(qiáng)軟件的可靠性。
(2)單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件抗干擾措施
1)設(shè)計(jì)軟件陷阱技術(shù)
我們現(xiàn)在采用設(shè)置軟件陷阱的方法攔截紊亂程序，將計(jì)數(shù)器引向一個(gè)制定的位置，然后執(zhí)行一段對(duì)程序運(yùn)行出錯(cuò)的處理解決程序。以下為陷阱設(shè)計(jì)的一般運(yùn)用方案。ERROR 為指定位置，出錯(cuò)處理程序軟件陷阱可安排在下面幾個(gè)數(shù)據(jù)區(qū)進(jìn)行有效處理。
中斷向量區(qū)未使用的部分區(qū)域。當(dāng)干擾源程序使未使用的中斷開(kāi)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(shí)捕捉到錯(cuò)誤的辦法一般是在中斷位置設(shè)置軟件陷阱。軟件程序數(shù)據(jù)區(qū)域，一般運(yùn)用指令冗余技術(shù)加以解決紊亂的程序在用戶(hù)程序內(nèi)部跳轉(zhuǎn)，亦可以設(shè)置相關(guān)的軟件陷阱，從而阻止程序紊亂。單片機(jī)的程序一般經(jīng)常采用模塊化設(shè)計(jì)，模塊化設(shè)計(jì)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(yīng)用模板的空余數(shù)據(jù)單元里。正常程序中不會(huì)執(zhí)行這些陷阱軟件指令，如果程序紊亂從而進(jìn)入陷阱區(qū)，則馬上會(huì)將程序引入正確pc 計(jì)數(shù)器。
2)監(jiān)視跟蹤定時(shí)器
當(dāng)程序跑飛進(jìn)入死循環(huán)時(shí)，以上的方法均不能解決這種情況，這時(shí)應(yīng)使用監(jiān)視跟蹤定時(shí)器解決，該技術(shù)就是不斷監(jiān)視程序循環(huán)運(yùn)行時(shí)間間隔，若發(fā)現(xiàn)時(shí)間間隔超過(guò)已知的循環(huán)設(shè)定的時(shí)間間隔，就可以認(rèn)定程序以進(jìn)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(guān)的出錯(cuò)處理程序指令，使系統(tǒng)重新運(yùn)行正常。
在日常生活中，單片機(jī)必不可免的會(huì)受到干擾，干擾對(duì)單片機(jī)造成的影響是難以想象的。我們必須對(duì)單片機(jī)的抗干擾性進(jìn)行研究和探索，對(duì)單片機(jī)的各個(gè)運(yùn)行過(guò)程了如指掌，才能更好的研究單片機(jī)，開(kāi)發(fā)單片機(jī)，對(duì)單片機(jī)的系統(tǒng)應(yīng)用采取全方位的保護(hù)。
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