单片机系统应用中的抗干扰措施

　　针对单片机系统应用中的干扰问题，介绍了几种抗干扰措施，从而有效地提高了单片机系统运行可靠性。

　　通常防护措施如下：

　　(1)供电系统

　　在微机系统中，最严重的干扰来源为电源的污染。为了防止从电源系统引入的干扰，一是要将微机的供电与大功率的用电设备的电源分开，最好单独供电;二是在单片机系统电源变压器的初级串接一低通滤波器(如图1所示)，有效阻止高次谐波串入系统，改善电源波形，提高单片机系统的抗干扰能力。

　　(2)输入输出通道

　　输入输出通道是单片机与传感器、单片机与上位机以及单片机与执行机构之间的信息传送的路径。在微机系统中，传输线上的信息多为脉冲波和较弱的测量信号电压，在长线传输时会产生衰减、延时、畸变。信号隔离是抵抗外界干扰的必要而有效的措施，它隔断外界的共模电压和外界串入的电磁干扰，从而保证单片机的工作环境，使整个系统正常运行。

　　2.1程序运行监视系统

　　程序运行监视系统又称“看门狗”，是一种有效的防止微机系统死机的电路。部分单片机(80C552等)片内就包括“看门狗”电路;程序运行监视系统也可用专用硬件电路实现。一旦“看门狗”电路被启动，在规定的时间内没有收到CPU发出的清零脉冲，“看门狗”电路将向CPU发出“复位”脉冲。

　　2.2硬件标志

　　在很多工业控制系统中，系统的启动是按一定的顺序进行的，并且不允许设备中途重新按这个顺序启动。一旦单片机系统复位，必须准确判断是否为上电复位。由于失控的程序常常会非法写操作，因而软件标志可靠性较低。在可靠性要求高的场合，通常设立硬件上电标志(图2所示)。

　　(2)由于“看门狗”引起的系统复位。初始化程序检查结果为硬件标志有效(图2的D触发器Q端保持为“0”)，系统是异常复位。初始化程序将转向异常处理程序。

　　由此可见，微机系统能够准确的判断出引起复位的原因，从而采取相应的处理程序，有效地提高了系统的可靠性。

　　MCS-51指令系统中有部分双字节和三字节指令，当程序弹飞落到这些指令的操作数上时，将把操作数当成指令，产生错误的结果。因而，在程序中重要的地方(如跳转、调子程序)等插入两条空操作指令，可拦截弹飞的程序并转入正常。

　　3.2建立软件陷阱

　　所谓“软件陷阱”就是在程序中加入的一组用于拦截弹飞程序的程序段。它强行将程序转向一个特定的地址，该地址放有出错处理程序。如果将出错处理程序的入口标号命名为“ERR”的话，通常软件陷阱由以下三句话组成：

　　一旦弹飞的程序被拦截，立刻转向错误处理程序。

　　3.3出错处理程序

　　错误处理程序的共同点是先关闭中断，防止事态扩大。对于有“看门狗”电路的系统来讲，等待复位即可。而软件复位和硬件“看门狗”复位不同。此时CPU片内的寄存器和I/O口状态是不定的。所以错误处理程序在转向程序起点前，要将CPU片内的各寄存器、已激活的中断标志和I/O口“软件”复位，进入初始状态，再转入程序起点。

　　3.4其他措施

　　在用单片机组成的控制系统中，调节量的输出是不断变化的。单片机系统受到干扰而异常复位后，RAM区中的标志单元、输出量缓冲单元和I/O口的状态都可能改变，不能作为系统复位后的状态恢复数据。这时可以手动给定量作为当前控制器输出量。这些措施可有效的减少单片机异常复位后对整个系统带来的扰动。