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單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾措施

作者: 時(shí)間:2012-02-27 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

1主要干擾渠道及防護(hù)

本文引用地址:http://butianyuan.cn/article/171999.htm

工業(yè)生產(chǎn)中的干擾一般都以脈沖形式進(jìn)入微機(jī),干擾竄入的渠道主要有三條,即供電;過程通道;空間磁場(chǎng)。

通常防護(hù)如下:

(1)供電

在微機(jī)系統(tǒng)中,最嚴(yán)重的干擾來源為電源的污染。為了防止從電源系統(tǒng)引入的干擾,一是要將微機(jī)的供電與大功率的用電設(shè)備的電源分開,最好單獨(dú)供電;二是在系統(tǒng)電源變壓器的初級(jí)串接一低通濾波器(如圖1所示),有效阻止高次諧波串入系統(tǒng),改善電源波形,提高系統(tǒng)的能力。

(2)輸入輸出通道

輸入輸出通道是與傳感器、單片機(jī)與上位機(jī)以及單片機(jī)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間的信息傳送的路徑。在微機(jī)系統(tǒng)中,傳輸線上的信息多為脈沖波和較弱的測(cè)量信號(hào)電壓,在長(zhǎng)線傳輸時(shí)會(huì)產(chǎn)生衰減、延時(shí)、畸變。信號(hào)隔離是抵抗外界干擾的必要而有效的,它隔斷外界的共模電壓和外界串入的電磁干擾,從而保證單片機(jī)的工作環(huán)境,使整個(gè)系統(tǒng)正常運(yùn)行。

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(3)屏蔽和接地

用鋼板做機(jī)殼將單片機(jī)系統(tǒng)屏蔽起來,再將外殼接地,防止電磁干擾從空間侵入。

2提高系統(tǒng)的容錯(cuò)能力

為了提高系統(tǒng)的能力,一是增強(qiáng)防護(hù)能力,盡量阻止干擾侵入;另一是增強(qiáng)容錯(cuò)能力,及時(shí)發(fā)現(xiàn)侵入的干擾并迅速采取相應(yīng)措施,將影響減到最小。

2.1程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)

程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)又稱“看門狗”,是一種有效的防止微機(jī)系統(tǒng)死機(jī)的電路。部分單片機(jī)(80C552等)片內(nèi)就包括“看門狗”電路;程序運(yùn)行監(jiān)視系統(tǒng)也可用專用硬件電路實(shí)現(xiàn)。一旦“看門狗”電路被啟動(dòng),在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)沒有收到CPU發(fā)出的清零脈沖,“看門狗”電路將向CPU發(fā)出“復(fù)位”脈沖。

2.2硬件標(biāo)志

在很多工業(yè)控制系統(tǒng)中,系統(tǒng)的啟動(dòng)是按一定的順序進(jìn)行的,并且不允許設(shè)備中途重新按這個(gè)順序啟動(dòng)。一旦單片機(jī)系統(tǒng)復(fù)位,必須準(zhǔn)確判斷是否為上電復(fù)位。由于失控的程序常常會(huì)非法寫操作,因而軟件標(biāo)志可靠性較低。在可靠性要求高的場(chǎng)合,通常設(shè)立硬件上電標(biāo)志(圖2所示)。

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硬件標(biāo)志電路工作原理為(圖3):當(dāng)微機(jī)系統(tǒng)上電時(shí),復(fù)位脈沖同時(shí)將“D”觸發(fā)器Q端置“1”。初始化程序檢查P4.1位為“1”,則執(zhí)行冷啟動(dòng)程序,并通過P4.0向D觸發(fā)器發(fā)出時(shí)鐘脈沖,使Q端為“0”,完成硬件標(biāo)記確認(rèn)并建立軟件標(biāo)志。微機(jī)系統(tǒng)投入正常運(yùn)行后,一旦系統(tǒng)再次重新啟動(dòng)(熱啟動(dòng)),此時(shí)有兩種情況:

(1)按下“復(fù)位”鍵引起系統(tǒng)復(fù)位。由于在按下“復(fù)位”鍵的同時(shí),將圖2的D觸發(fā)器Q端置“1”,初始化程序檢查結(jié)果為硬件標(biāo)志無效而軟件標(biāo)志有效,系統(tǒng)是正常復(fù)位,程序轉(zhuǎn)向熱啟動(dòng)。

(2)由于“看門狗”引起的系統(tǒng)復(fù)位。初始化程序檢查結(jié)果為硬件標(biāo)志有效(圖2的D觸發(fā)器Q端保持為“0”),系統(tǒng)是異常復(fù)位。初始化程序?qū)⑥D(zhuǎn)向異常處理程序。

由此可見,微機(jī)系統(tǒng)能夠準(zhǔn)確的判斷出引起復(fù)位的原因,從而采取相應(yīng)的處理程序,有效地提高了系統(tǒng)的可靠性。

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