电子清纱器智能化中的抗千扰设计

4 抗干扰措施
纺织工业的生产环境恶劣。为了增强系统的可靠性，通过软硬件的方法对现场的干扰进行了有效的抑制和处理。
4．1 硬件抗干扰措施
纺织工业生产环境中，供电系统和空间电磁以及静电干扰都很严重，因此在系统规划初期，就选用了具有良好抗干扰能力的工业级板卡和芯片。内建终端电阻保证了数据的完整性，具有光电隔离(2 kV)和浪涌保护(25 kVESD)功能，为系统在恶劣的工业环境下运行提供了可靠保证；从机通信驱动芯片选用有完全绝缘接口的MAXl480E，这对于传输总线上的高压尖峰信号和可能受到的静电冲击(纺织车间这种干扰很严重)具有很好的抑制作用；为防止干扰引起从机死循环，采用看门狗复位电路，使从机程序恢复正常运行；通信线缆选用屏蔽双绞线缆，以上选用的硬件有效地抑制了系统中输入信号和现场电磁的干扰。
4．2 软件抗干扰措施
任何系统采用了硬件抗干扰措施后，并不能保证系统的万无一失，而必须采用硬件抗干扰和软件抗干扰相结合的方法。
(1)液晶抗干扰设计
在实际使用中，由于液晶屏是CMOS器件系统，容易受到外界的干扰而造成花点、花屏甚至死机的现象，而此时单片机却没有死，从而影响系统的正常运行。我们主要通过以下几个方面的设计来防止这种现象的发生：
首先，对于花点现象，通过观察发现，干扰点通常都在最后一次写液晶数据的位置后面，其原因是写完液晶数据后，光标寄存器自动加1指向下一个位置，此时若受到干扰，就会在这个位置上出现花点。根据这个原因，设计液晶程序时每写完一个正常显示数据，就将液晶光标指向屏幕看不到的数据区，这时即使有干扰数据，干扰点也不会出现在显示界面上，这样就大大减少了在显示屏幕上产生干扰花点的几率。
其次，对于花屏现象，观察发现此时液晶并没有死机，但是它的显示参数由于写控制字时受干扰被修改了。因此，在程序设计中每次刷新屏幕数据时，都重新设定显示参数。这样，即使液晶受干扰花屏，系统也会在较短的时间内重新纠正，从而保证系统的正常运行。
最后，对于液晶死机现象，系统就必须对它进行复位，设计中将液晶的复位引脚连到单片机的I／O口上。通过I／O口的操作对它复位，但问题的关键是如何知道液晶死机了。对于这个问题，我们在程序设计中安排对液晶的周期性监测，具体就是对液晶写个特殊数据然后读这个数据。如果正确，表明系统运行正常；否则，便认为液晶死机
了。为保证不至于受干扰而误复位，程序设计中只有监测到连续10次读写错误时才认为液晶确实死机了。
具体实现程序如下：

(2)可编程芯片的抗干扰设计
系统中如果设计有可编程芯片，则这类芯片也容易受到干扰而被复位，但通常这类芯片复位后都需要初始化才能正常工作。因此，一旦这类芯片受到干扰复位后，就无法进行正常的工作了，而单片机却不会因此死机，所以同样会影响系统的正常运行。
在实际运用中，可编程芯片的复位不直接与系统复位连接，而由单片机的I／0口操作。系统正常运行时周期性地监测芯片的固定输出口，如果发现输出口不是实际要求的信号，就对芯片复位并初始化。例如，8255正常工作时让PB口的一个口线输出低电平，一旦芯片受干扰复位，该口线就会为高。根据这一变化就可以判断8255是否工作正常。
具体实现程序如下：

(3)通信抗干扰设计
现场的干扰将会直接影响从机的运行状况，为了使这种干扰的影响减少，针对从机USART 8251芯片不具备地址帧和数据帧区分的现状，制定了较为完备的通信协议。数据包中含有的帧头／帧尾、数据流向标志、从机地址、双帧长和校验字等信息，为主从机准确判断数据包的完整性和正确性提供了可靠保证。
(4)RAM数据抗干扰设计
为了保护从机系统中的有效数据，在单片机系统中对片外RAM和外部扩展芯片(如8255、8279等)的地址做了统一规划。片外RAM单元采用16位地址，同时用P2．7做片外RAM的片选信号，而外部扩展芯片则采用8位地址。这样，在程序中对外部扩展芯片操作时，就可以利用对P2．7的控制，有效地保护RAM中的重要数据。