電子清紗器智能化中的抗千擾設(shè)計(jì)

4 抗干擾措施
紡織工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境惡劣。為了增強(qiáng)系統(tǒng)的可靠性，通過(guò)軟硬件的方法對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的干擾進(jìn)行了有效的抑制和處理。
4．1 硬件抗干擾措施
紡織工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，供電系統(tǒng)和空間電磁以及靜電干擾都很嚴(yán)重，因此在系統(tǒng)規(guī)劃初期，就選用了具有良好抗干擾能力的工業(yè)級(jí)板卡和芯片。內(nèi)建終端電阻保證了數(shù)據(jù)的完整性，具有光電隔離(2 kV)和浪涌保護(hù)(25 kVESD)功能，為系統(tǒng)在惡劣的工業(yè)環(huán)境下運(yùn)行提供了可靠保證；從機(jī)通信驅(qū)動(dòng)芯片選用有完全絕緣接口的MAXl480E，這對(duì)于傳輸總線上的高壓尖峰信號(hào)和可能受到的靜電沖擊(紡織車間這種干擾很嚴(yán)重)具有很好的抑制作用；為防止干擾引起從機(jī)死循環(huán)，采用看門狗復(fù)位電路，使從機(jī)程序恢復(fù)正常運(yùn)行；通信線纜選用屏蔽雙絞線纜，以上選用的硬件有效地抑制了系統(tǒng)中輸入信號(hào)和現(xiàn)場(chǎng)電磁的干擾。
4．2 軟件抗干擾措施
任何系統(tǒng)采用了硬件抗干擾措施后，并不能保證系統(tǒng)的萬(wàn)無(wú)一失，而必須采用硬件抗干擾和軟件抗干擾相結(jié)合的方法。
(1)液晶抗干擾設(shè)計(jì)
在實(shí)際使用中，由于液晶屏是CMOS器件系統(tǒng)，容易受到外界的干擾而造成花點(diǎn)、花屏甚至死機(jī)的現(xiàn)象，而此時(shí)單片機(jī)卻沒(méi)有死，從而影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。我們主要通過(guò)以下幾個(gè)方面的設(shè)計(jì)來(lái)防止這種現(xiàn)象的發(fā)生：
首先，對(duì)于花點(diǎn)現(xiàn)象，通過(guò)觀察發(fā)現(xiàn)，干擾點(diǎn)通常都在最后一次寫液晶數(shù)據(jù)的位置后面，其原因是寫完液晶數(shù)據(jù)后，光標(biāo)寄存器自動(dòng)加1指向下一個(gè)位置，此時(shí)若受到干擾，就會(huì)在這個(gè)位置上出現(xiàn)花點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)原因，設(shè)計(jì)液晶程序時(shí)每寫完一個(gè)正常顯示數(shù)據(jù)，就將液晶光標(biāo)指向屏幕看不到的數(shù)據(jù)區(qū)，這時(shí)即使有干擾數(shù)據(jù)，干擾點(diǎn)也不會(huì)出現(xiàn)在顯示界面上，這樣就大大減少了在顯示屏幕上產(chǎn)生干擾花點(diǎn)的幾率。
其次，對(duì)于花屏現(xiàn)象，觀察發(fā)現(xiàn)此時(shí)液晶并沒(méi)有死機(jī)，但是它的顯示參數(shù)由于寫控制字時(shí)受干擾被修改了。因此，在程序設(shè)計(jì)中每次刷新屏幕數(shù)據(jù)時(shí)，都重新設(shè)定顯示參數(shù)。這樣，即使液晶受干擾花屏，系統(tǒng)也會(huì)在較短的時(shí)間內(nèi)重新糾正，從而保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
最后，對(duì)于液晶死機(jī)現(xiàn)象，系統(tǒng)就必須對(duì)它進(jìn)行復(fù)位，設(shè)計(jì)中將液晶的復(fù)位引腳連到單片機(jī)的I／O口上。通過(guò)I／O口的操作對(duì)它復(fù)位，但問(wèn)題的關(guān)鍵是如何知道液晶死機(jī)了。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，我們?cè)诔绦蛟O(shè)計(jì)中安排對(duì)液晶的周期性監(jiān)測(cè)，具體就是對(duì)液晶寫個(gè)特殊數(shù)據(jù)然后讀這個(gè)數(shù)據(jù)。如果正確，表明系統(tǒng)運(yùn)行正常；否則，便認(rèn)為液晶死機(jī)
了。為保證不至于受干擾而誤復(fù)位，程序設(shè)計(jì)中只有監(jiān)測(cè)到連續(xù)10次讀寫錯(cuò)誤時(shí)才認(rèn)為液晶確實(shí)死機(jī)了。
具體實(shí)現(xiàn)程序如下：

(2)可編程芯片的抗干擾設(shè)計(jì)
系統(tǒng)中如果設(shè)計(jì)有可編程芯片，則這類芯片也容易受到干擾而被復(fù)位，但通常這類芯片復(fù)位后都需要初始化才能正常工作。因此，一旦這類芯片受到干擾復(fù)位后，就無(wú)法進(jìn)行正常的工作了，而單片機(jī)卻不會(huì)因此死機(jī)，所以同樣會(huì)影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
在實(shí)際運(yùn)用中，可編程芯片的復(fù)位不直接與系統(tǒng)復(fù)位連接，而由單片機(jī)的I／0口操作。系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)周期性地監(jiān)測(cè)芯片的固定輸出口，如果發(fā)現(xiàn)輸出口不是實(shí)際要求的信號(hào)，就對(duì)芯片復(fù)位并初始化。例如，8255正常工作時(shí)讓PB口的一個(gè)口線輸出低電平，一旦芯片受干擾復(fù)位，該口線就會(huì)為高。根據(jù)這一變化就可以判斷8255是否工作正常。
具體實(shí)現(xiàn)程序如下：

(3)通信抗干擾設(shè)計(jì)
現(xiàn)場(chǎng)的干擾將會(huì)直接影響從機(jī)的運(yùn)行狀況，為了使這種干擾的影響減少，針對(duì)從機(jī)USART 8251芯片不具備地址幀和數(shù)據(jù)幀區(qū)分的現(xiàn)狀，制定了較為完備的通信協(xié)議。數(shù)據(jù)包中含有的幀頭／幀尾、數(shù)據(jù)流向標(biāo)志、從機(jī)地址、雙幀長(zhǎng)和校驗(yàn)字等信息，為主從機(jī)準(zhǔn)確判斷數(shù)據(jù)包的完整性和正確性提供了可靠保證。
(4)RAM數(shù)據(jù)抗干擾設(shè)計(jì)
為了保護(hù)從機(jī)系統(tǒng)中的有效數(shù)據(jù)，在單片機(jī)系統(tǒng)中對(duì)片外RAM和外部擴(kuò)展芯片(如8255、8279等)的地址做了統(tǒng)一規(guī)劃。片外RAM單元采用16位地址，同時(shí)用P2．7做片外RAM的片選信號(hào)，而外部擴(kuò)展芯片則采用8位地址。這樣，在程序中對(duì)外部擴(kuò)展芯片操作時(shí)，就可以利用對(duì)P2．7的控制，有效地保護(hù)RAM中的重要數(shù)據(jù)。