综述单片机应用系统的抗干扰设计
3.8 选择良好的元件
现在市场上出售的元件,很多是可用但性能不佳,甚至有些是器件厂经测试认为不合格 的产品。这些元件极易受干扰,只能在很好的环境(指电源稳定、没有磁干扰)下工作。因此 在选购元件时,特别是单片机、晶振、RAM等,最好选购一级品。
单片机应用系统的抗干扰不可能完全依靠硬件解决,软件抗干扰设计也是防止和消除整 个应用系统故障的重要途径。
4.1 控制状态失常的软件对策
(1)软件冗余。对于条件控制系统,对控制条件的一次采样、处理控制输出改为循环地 采样、处理控制输出。这种方法对于惯性较大的控制系统具有良好的抗干扰作用。
(2)设置当前输出状态寄存单元,当干扰侵入输出通道造成输出状态破坏时,系统能及 时查询寄存单元的输出状态信息,及时纠正输出状态。
(3)设自检程序。在单片机内的特定部位或某些内存单元设状态标志,在开机后,运行 中不断循环测试,以保证系统中信息存储、运输、运算的高可靠性。
4.2 程序运行失常的软件对策
(1)设置程序监视跟踪定时器。目前,大多数单片机片内都集成有程序监视跟踪定时器 。监视跟踪定时器主要用来跟踪程序的运行。当程序运行出现故障时,计数器溢出,系统复 位,重新运行系统程序。利用它可有效地实现程序防飞功能。
(2)设置程序指针陷阱。在每个子程序后面或程序段后,插入5条指令NOP、NOP、NOP、N OP、LJMP MAIN(其中MAIN是初始化程序开始地址),在片的空白处(特别是后面的空白处), 每32个字节放指令LJMP MAIN。设置了指针陷阱后,一旦单片机受干扰,使程序指针混乱, 执行了一段程序后,就会落入陷阱中,执行LJMP MAIN指令,回复到初始化程序开始处,从 而避免死机。
4.3 数据采集误差的软件对策
用软件滤波算法,可滤掉大部分由输入信号干扰而引起的输出控制错误。最常用的方法 有算术平均值法、比较舍取法、中值法、一阶递推数字滤波法。具体选取何种方法,必须根 据信号的变化规律选择。
5 结束语
笔者从硬件、软件两个方面探讨了一些提高抗干扰能力的方法,这些方法有效可行,笔 者在很多系统设计采用,受到了良好的效果,基本解决了令人头痛的干扰问题。■
参考文献:
[1]邵贝贝.单片机的可靠性技术及其发展[J].电子产品世界.1999,(8).
[2]何立民.MCS-51系列单片机应用系统设计[M].北京航空航天大学出版社.1999 .7.
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