单片机应用系统软件抗干扰技术
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单片机系统抗干扰技术措施
单片机系统抗干扰技术措施徐本升(七煤(集团)公司社保局，黑龙江七台河154600)廛屉科夔[}商要]单片机系统主要由信号检测部分、信号处理及控制部分、控制信号驱动部分、拳统零毒部分、显示部分组成。
干扰的种类主要来自系统内部元器件在系统中的状态和系统外部其它电气设备产生的干抚。
硬件抗干扰措施是电潺的抗干扰设计，屏蔽抗干技技术，双绞线及光纤的使用，去耦电路。
软件抗干就措-旌旋出错处理程序，建立软件陷阱，使用空操作指令。
‘‘、联蠢建i司]单片机；系统；抗干扰技术‘，单片机应用系统的硬件电路构成比较复杂、所用元件品种繁多，有的工作场所环境比较差，由于这些原因，为了保证单片机应用系统能够在各种环境下能正常运行，系统的抗干扰性就是一个非常重要的指标。
抗干扰就是针对干扰产生的性质、传播途径、侵入的位置和侵入的形式，采取相应的方法消除干扰源，抑制干扰传播途径，减弱电路或元件对噪声干扰的敏感性，使单片机系统能在线正常、稳定地运行。
1单片机系统的组成一个单片机应用系统的硬件电路是由如下几个部分构成的：1)信号检测部分：2)信号处理及控制部分：3)控制信号驱动部分；4)系统交互部分；5)显示部分。
由此可见一个单片机应用系统的成分是相当复杂的，从各种类型的传感器到名目繁多的各种继电器接触器、电磁阀，从类型繁多的集成电路到各种各样的耦合器件、执行部件、显示器件等。
2干扰的种类干扰就是叠加在有用信号上的不需要的信号。
是影响路正常工作的另一种噪声。
干扰以某种电信号的形式，通过一的渠道。
混入有用信号中侵人单片机系统，造成系统工作不稳定在各种实际环境中，干扰总是存在的，这些干扰能降低电子系统准确性甚至破坏其可靠性。
干扰有两种：一是来自系统内部元器件在工作时产生的干扰通过地址、电源线、信号线，分布电容和电感等传输，影响系统工状态。
二是来自系统外部其它电气设备产生的干扰。
通过传导辐射等途径影Ⅱ向单片机系统的正常工作。
干扰对单片机应用系统的作用有3个部位：1)输入系统。
单片机软件抗干扰技术
（） ３ 中值法 。根据干扰造成采样数据偏大或偏小 的情况 ， 对一个采样点连续采集多次 ， 并对这些采样值进行 比较 ， 取中
值作为该点的采样结果 。
（） ４ 一阶递推数字滤波法 。这种方法是 利用 软件完成 Ｒ Ｃ 低 通滤波器的算法 ， 实现用软 件方法替代硬件 Ｒ Ｃ滤波器。一 阶递推数字滤波公式为 ：
Ｅｑ ｉ ｍｅ Ｍ ａ ｆ ｃｒｎｇＴｅ ｈ ｌ ｇ ｕ ｐ ｎｔ ｎｕ ａ ｔｉ ｃ ｎｏｏ ｙ Ｎｏ． １， ０ １ ２ ０８
单 片机 软 件抗 干扰 技术
汤 海燕
（ 天津 机电职业技术学院 天津 ３ ０ ３ ） ０ １ １
摘要 ： 在安装 于设备上起控 制作用的单片微 型计 算机 中 ， 由于设备 的频繁启动和停止 ， 电网电压的波动 ， 大型设备运行 时产 生磁场 等 诸 多方面的干扰 ， 致使单片机的工作 受到影响。 基于这一情况， 采取相应的抗干扰措施是 完全 必要的。 文运用软件抗干扰技术 ， 本 解决
序处于无序状态 。 处于这种状态下的时间越短 ， 系统 的影响 对 就越小 。 解决这一 问题 的方法 ， 就是有意识地在程序 中插入一 些空操作指令 Ｎ Ｐ 由于这些指令为单字节指令 ， 中心处理 Ｏ 。 对 机的工作状态元任何影响 ，这样就使失控的程序在 遇到该指
】 ＝Ｑ （ ） １ ， ｘ ＋１ Ｙ 一 ｎ ～Ｑ
式中 ：
果 。由于干扰 的侵入 ， 输入 ／ 输出接 口状态受干扰 ， 造成条件 状 态偏差 、 失误 ， 致使控制 失常 ， 至造成 系统资源 被某 一任 甚
务模块独 占， 使系统 出现 “ 死锁” 。 （） ３ 数据受干扰发生变化 。由于 Ｒ Ｍ是 可以读 ／ 的 ， Ａ 写 因 此， 就有可能在 干扰 的侵 害下 ， Ａ Ｒ Ｍ中数据发生窜改 ， 使系统
单片机应用系统软件中抗干扰技术的探讨
ＤＩ ＮＧ ａ ｇ ｏ ｇ Ｘｉ ｎ ｒ ｎ （Ｈｕ ｉ ｌＣｏｌｇ ｆＩｆ ｒ ｔ ｎＴ ｃ ｎ ｌｇ Ｊａ ｇ ｕＨｕ ｉ ｎ ２ ０ ３） ａ ｌ ｌ ｅｏ ｎｏ ｍａｉ ｅ ｈ ｏｏ ｙ， ｉｎ ｓ ａ ２ ３ ０ ａ ｅ ｏ ａ
Ａｂ ｔａ ｔ ｎｔｉ ａ ｅ，ｔｅｃ ｒｅ ｔＭＣＵ ａ ｐｉａｉｎ ｓ ｔｓ ａ ａｙ ｅｔｅｒａｏ ｓｆｒｉｔｒ ｒｎ ｅ ｈ ｏ ｔ ｆｔａ ｓ ｓｉｎ ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈｓｐ ｐ ｒ ｈ ｕｒｎ ｐ ｌ ｔ ｔ ｕ ， ｎ ｌｚ ｈ ｅ ｓｎ ｏ ｎｅｆ ｅ ｃ ，ｔｅｒｕｅｏ ｒｎ ｍｉｓｏ ， ｃ ｏ ａ ｅ
电路内部 ，一 般包 括晶体管 、电阻以及运算放大器等 零部件 ，
由于这 些零 部件在 运行 过程 中会 产 生噪声 ，如 晶体 管闪 烁 、
电阻热 噪声 或者散粒 噪声 等 ，因此产 生干 扰源 ；其 次 ，在实
行感 性负载切换 过程 中 ，容易产生 噪声干扰 。在单 片机控制 系统 中 ，包含 了若 干感性 负载 ，例如接触器 、电机 、电磁铁 、 交 直流继 电器等 ，它们 的 自感反应 较为敏感 ，在切 换设备 过 程 中，由于受到 电磁感 应作用 ，线 圈 的两 端会产生 极高 的瞬 态电压 ，以此产生干扰问题 【 ；再 次 ，接触 噪声 也是单片机干 扰 的主要来 源之 一 ，由于单 片机 中两种材 料 的不完 全接 触 ， 引发导 电率 的起 伏不定 ，进而产生 噪声 。例如 ，晶体管 焊接 位置的接触 不 良、插 头与插座接触 不 良、继 电器各 触点 之间 的接触不 良，等等 ，都可能成为干扰 的来源 。
ｔｅ ｒｐｓｄａｔ ｊｍｍｎ ｃ ｎｌ ｙｔ ｅ ｓｒ ｔ ｔｔ ｅｔｔｅｆｎｔ ｎ ｌｅｕｒｍｅｔ ｕｅ ｙｔｅＭＣ ｈ ｏｏｅ ｎ －ａ ｉｇｔ ｈ ｏ ｇ ｎｕｅ ｈ ｅ ｃｏ ａ ｒｑ ｉ ｎｓ ｓｄｂ Ｕ． ｐ ｉ ｅ ｏ ｏ ａ ｉｍ ｓ ｈ ｕ ｉ ｅ ｈ Ｋｅ ｏ ｄ： Ｕ ； ｐ ｌ ａｏ ｙｔｍ ｓｆ ａｅ；ｎｉｊｍ ｎ ｔ ｈ ｏ ｇ ｙｗ ｒｓ ＭＣ ａｐｉ ｔ ｎｓｓ ｔ ｒ ａｔ ａ ｍｉｇ；ｅ ｎｌ ｙ ｃｉ ｅ ｏｗ － ｃ ｏ
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电路内部 ，一 般包 括晶体管 、电阻以及运算放大器等 零部件 ，
由于这 些零 部件在 运行 过程 中会 产 生噪声 ，如 晶体 管闪 烁 、
电阻热 噪声 或者散粒 噪声 等 ，因此产 生干 扰源 ；其 次 ，在实
行感 性负载切换 过程 中 ，容易产生 噪声干扰 。在单 片机控制 系统 中 ，包含 了若 干感性 负载 ，例如接触器 、电机 、电磁铁 、 交 直流继 电器等 ，它们 的 自感反应 较为敏感 ，在切 换设备 过 程 中，由于受到 电磁感 应作用 ，线 圈 的两 端会产生 极高 的瞬 态电压 ，以此产生干扰问题 【 ；再 次 ，接触 噪声 也是单片机干 扰 的主要来 源之 一 ，由于单 片机 中两种材 料 的不完 全接 触 ， 引发导 电率 的起 伏不定 ，进而产生 噪声 。例如 ，晶体管 焊接 位置的接触 不 良、插 头与插座接触 不 良、继 电器各 触点 之间 的接触不 良，等等 ，都可能成为干扰 的来源 。
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短波发射机中单片机应用系统的抗干扰措施
Ｉ 术 题∥ 专 破
ｌ ｜ 每 Ｎｅ ｗｏ ｋＴ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｉ ｔ ｒ ｅ ｈｎ ｌ ｇ Ｉ
短波发射机中单片机应用系统的抗干扰措施
文／ 国家广电总局 ８ １ 陆亚华 刘海 ／ ３台 ／
摘 要 ： 文 分 析 了短 波 发 射 机 电控 保 护 系统 和 自动调 谐 系统 中现 场 各 本 种 干扰 对 单 片 机 系统 的 危 害 和 影 响 ，并 阐述 了采 用硬 件 和 软 件 抗 干 扰 措 施 确保 单 片机 系统稳 定 可靠 运行 的方 法 关键 词 ： 波 发射 机 单 片 机 应 用 系统 干扰 危 害 抗 干扰措 施 短
高电平复位有效。 二极管Ｖ １ 辐射产生的干扰通过电源进入单片机 型复位 电路， 小了起不到保护作用， 太大了会导致信号 合、 使整个单片机系统运行更加稳定。 的作用是在瞬间断电或电压突降时， 保证 衰减； 同样稳压管的选择也要适宜， 稳压 系统， 管的稳压值要略大于最大传输信号电压值
（） ２ 通道干扰， 干扰信号通过与单片 统的通道进入单片机系统。
电线路进入单片机系统。
单片机系统的抗干扰措施可分为硬件 防止绝大部分的干扰， 但仍然会有少数干
作为ｌ ｏ防线是必不可少的。 ａｌ 由于软件抗
在信号输入通道上采用过压保护电
机系统相连接的输入／ 输出通道及其它系 措施和软件措施两种。 硬件抗干扰措施可
在所有输入和输出信号通道上 ， 采
势必造成停播事故。 用光电耦合器进行光电隔离， 将单片机与 在短波发射机房内， 干扰通常均以 脉 中或紧急倒换频率时， 冲信号的形式进入单片机系统， 主要有如 如 果能 够采取有效措施来消除这些干扰源， 各种传感器、 开关、 继电器、 驱动电路在 下三种途径：
ｌ ｜ 每 Ｎｅ ｗｏ ｋＴ ｃ ｏ ｏ ｙ Ｉ ｔ ｒ ｅ ｈｎ ｌ ｇ Ｉ
短波发射机中单片机应用系统的抗干扰措施
文／ 国家广电总局 ８ １ 陆亚华 刘海 ／ ３台 ／
摘 要 ： 文 分 析 了短 波 发 射 机 电控 保 护 系统 和 自动调 谐 系统 中现 场 各 本 种 干扰 对 单 片 机 系统 的 危 害 和 影 响 ，并 阐述 了采 用硬 件 和 软 件 抗 干 扰 措 施 确保 单 片机 系统稳 定 可靠 运行 的方 法 关键 词 ： 波 发射 机 单 片 机 应 用 系统 干扰 危 害 抗 干扰措 施 短
高电平复位有效。 二极管Ｖ １ 辐射产生的干扰通过电源进入单片机 型复位 电路， 小了起不到保护作用， 太大了会导致信号 合、 使整个单片机系统运行更加稳定。 的作用是在瞬间断电或电压突降时， 保证 衰减； 同样稳压管的选择也要适宜， 稳压 系统， 管的稳压值要略大于最大传输信号电压值
（） ２ 通道干扰， 干扰信号通过与单片 统的通道进入单片机系统。
电线路进入单片机系统。
单片机系统的抗干扰措施可分为硬件 防止绝大部分的干扰， 但仍然会有少数干
作为ｌ ｏ防线是必不可少的。 ａｌ 由于软件抗
在信号输入通道上采用过压保护电
机系统相连接的输入／ 输出通道及其它系 措施和软件措施两种。 硬件抗干扰措施可
在所有输入和输出信号通道上 ， 采
势必造成停播事故。 用光电耦合器进行光电隔离， 将单片机与 在短波发射机房内， 干扰通常均以 脉 中或紧急倒换频率时， 冲信号的形式进入单片机系统， 主要有如 如 果能 够采取有效措施来消除这些干扰源， 各种传感器、 开关、 继电器、 驱动电路在 下三种途径：
单片机应用系统的抗干扰技术设计
第五章单片机应用系统的抗干扰技术设计§5．1 干扰源我们要进行抗干扰措施，首先就得仔细研究干扰产生的原因、途径，掌握或了解其规律后，才能有针对性地提出各种抗干 / 扰的理论和措施。
5.1.1干扰与噪声的区别(1) 噪声是绝对的，它的产生或存在不受接收者的影响，是独立的，与有用信号无关。
干扰是相对有用信号而言的，只有噪声达到一定数值、它和有用信号一起进入应用系统并影响其正常工作时才形成干扰。
(2) 干扰在满足一定条件时，可以消除；噪声在一般情况下，难以消除，只能减弱。
5.1.2分类根据产生干扰的物理原因，干扰可以分为如下几种类型：机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰、电和磁的干扰、射线辐射干扰。
其中，电和磁的干扰是最为普遍和严重的干扰，下面对电磁干扰作重点论述。
电磁干扰的分类：(1) 从噪声产生的来源分类可以分为：○1固有噪声源固有噪声是指器件内部物理性的无规则波动所形成的噪声。
○2人为噪声源人为噪声源主要是各种电气设备所产生的噪声，主要有以下几种：1. 工频噪声，大功率输电线是典型的工频噪声源。
低电平的信号线只要有一段长度与输电线平行，就会受到明显的干扰；即使一般室内的交流电源线，对输入阻抗低和灵敏度高的传感器来说也会是很大的干扰源。
在传感器的内部，由于工频感应也会产生交流噪声，它所形成的干扰也不可忽视。
2. 射频噪声，高频感应加热、高频焊接等工业电子设备以及广播、电视、雷达及通信设备等通过辐射或通过电源线会给附近的传感器系统带来干扰。
3. 电子开关，由于电子通断的速度极快，使电路中的电压和电流发生急剧的变化，形成冲击脉冲，从而成为噪声干扰源。
○3自然噪声源和放电噪声自然噪声主要指天电形成的放电现象。
放电现象的起因不仅是天电，还有各种电气设备所造成的，主要有：电晕放电、火花放电、放电管放电等。
(2) 从干扰的出现区域来分可分为内部干扰和外部干扰。
(3) 从干扰对电路作用的形成分类○1差模干扰也称为串联干扰，差模干扰进入电路后，使传感器系统 / 的一个信号输入端子相对于另一个信号输入端子的电位发生变化，即干扰信号与有用信号按电势源串联起来作用于输入端。
单片机应用系统的软件抗干扰技术
0 前言
随着单片机应用的普及 ， 采用单片机控制的产 品与设备 日 益增多， 而某些设备所在的工作环境往 往比较恶劣， 干扰十分严重。Ill因此， 为保证设备能 在实际应用中可靠工作， 必须要周密考虑和解决干 扰的问题。软件抗干扰是一种简便易行、 节约经济 的抗干扰方法[20 1
产生。在程序结构上 ， 可将输出过程安排在监控循
1 数字量输入输 出中的软件抗干
扰
1.1 数字量输入中的软件杭干扰 在单片机应用系统中， 数字量输人过程中的干 扰作用时间比较短 ， 一般可采取重复采样加数字滤 波的方法来解决这一问题。[]如果数字信号属于开 3 关量信号， 如限位开关、 按钮操作等， 则必须保证每 次采样结果绝对一致才行。 这时可编写一个采样子
单片机应用系统的软件抗干扰技术
UMP,JC 等， 在其前面插人两条 NOP 指令， 这样
很少用完全部空间， 对于这些非程序空间， 每隔一 段地址设置一个软件陷阱，系统就一定能捕捉到 即使失控程序“ 跑飞” 到操作数上， 由于空操作指令 跑飞” 的程序而自动人轨。 NOP 的存在， 也可避免后面的指令被当作操作数 “ 执行， 程序会 自 动纳人正轨。 2.2.3 表格区 表格一般分为数据表格和散转表格两种， 由于 采用指令冗余使“ 跑飞” 的程序恢复正常是有 表格的内容与检索值的一一对应关系， 在表格中安 条件的， 首先“ 跑飞” 的程序必须落在程序区， 其次 必须能够执行到所设置的指令冗余。 在一个程序中 排软件陷阱会破坏其连续性和对应关系， 因此只能 指令冗余不能使用过多， 否则会降低程序的执行效 在表格的最后安排陷阱。如果表格区较长， 安排在 最后的陷阱不能保证一定能捕捉到“ 跑飞” 的程序， 率。 有可能在中途程序再次“ 跑飞” 。 2.2 软件陷阱 2.2.4 程序运行区 如果“ 跑飞” 的程序落到非程序区(如 EPROM 程序区是由一系列的指令所构成的， 不能在这 中未用的空间或某些数据表格等) ，则指令冗余技 术就不能使“ 跑飞” 的程序恢复正常了， 这时可以采 些指令中间任意安排陷阱， 否则会影响程序的正常 用软件陷阱的抗干扰技术。 软件陷阱是一条引导指 运行。但一般程序常采用模块化设计， 然后按要求 一个模块地执行 ， 可以将陷阱指令组分 令，可以将捕获的程序强行引向一个指定的地址， 一个模块 、 该地址安排了一段专门的出错处理程序。 假设出错 散放置在用户程序各模块之间空余的单元里。 正常 运行时不执行这些陷阱指令 ， 而程序一旦“ 跑飞” 落 处理程序的人口地址为 ERR ，则下面三条指令即 人这些陷阱区， 由于陷阱指令组的存在 ， 可以马上 构成一个“ 软件陷阱” 。 N OP 将“ 跑飞” 程序 自动人轨。
单片机应用系统中的抗干扰技术
义 的指 令 ， 将使 输 出严重 混乱 。 这
（） ５ 系统 被控 对象误 操作
干扰进 人单 片 机应 用 系统 主 要 有 三 条 渠 道 ， 即
空 干扰 多发 生 在高 电压 、 电流 、 频 电磁 场 附 近 ， 大 高 并通过 静 电感 应 ， 电磁感应 等 方式 侵入 系统 内部 ； 供
２ 单 片 机应 用 系统 干 扰 的来 源 和后 果
２ １ 单 片机应 用 系统 干扰 的来源 ．
的正 常运 行 。若 外 界 干 扰 导 致 单 片 机 程 序 计 数 器 Ｐ Ｃ值 的改 变 ， 则破 坏 了程序 的正 常运 行 。由于受 干 扰后的 Ｐ Ｃ值 是 随机 的 ， 序将 执行 一 系列 毫 无 意 程
电系统 干扰是 由 电源 的噪 声 干 扰 引 起 的 ； 程 通 道 过
干扰是 干扰通 过 前 向通 道 和 后 向通 道 进 入 系统 的 。
单 片机 内部程 序指针 错 乱 ， 向了其 它地 方 ， 指 运
行 了错 误 的 程序 ； 同样 ， Ｍ 中的 某些 数据 被 冲 乱 ＲＡ
干扰 一般沿各 种线路 侵入 系统 。 系统 接地 装置 不 可 或 者特殊 寄存 器 的值 被 改变 ， 程 序计 算 出错 误 的 使 靠， 也是 产生 干扰 的重 要 原 因； 各类 传感 器 ， 人／ 输 输 结果 。以及 中断 误 触 发 ， 系统 进 行错 误 的 中断 处 使 出线路 的绝缘 损坏均 有系 。 肃 张 掖 ７ ４ ０ ） 甘 ３ ０ ０
摘
要： 文章分析 了单片机应用系统中干扰的来源和后 果 ， 出了一些在实 际应用 中取得 了良好效果 的减小和消除 提
干 扰 的硬 件 、 件 的 技 术 和 方 法 。 软
（） ５ 系统 被控 对象误 操作
干扰进 人单 片 机应 用 系统 主 要 有 三 条 渠 道 ， 即
空 干扰 多发 生 在高 电压 、 电流 、 频 电磁 场 附 近 ， 大 高 并通过 静 电感 应 ， 电磁感应 等 方式 侵入 系统 内部 ； 供
２ 单 片 机应 用 系统 干 扰 的来 源 和后 果
２ １ 单 片机应 用 系统 干扰 的来源 ．
的正 常运 行 。若 外 界 干 扰 导 致 单 片 机 程 序 计 数 器 Ｐ Ｃ值 的改 变 ， 则破 坏 了程序 的正 常运 行 。由于受 干 扰后的 Ｐ Ｃ值 是 随机 的 ， 序将 执行 一 系列 毫 无 意 程
电系统 干扰是 由 电源 的噪 声 干 扰 引 起 的 ； 程 通 道 过
干扰是 干扰通 过 前 向通 道 和 后 向通 道 进 入 系统 的 。
单 片机 内部程 序指针 错 乱 ， 向了其 它地 方 ， 指 运
行 了错 误 的 程序 ； 同样 ， Ｍ 中的 某些 数据 被 冲 乱 ＲＡ
干扰 一般沿各 种线路 侵入 系统 。 系统 接地 装置 不 可 或 者特殊 寄存 器 的值 被 改变 ， 程 序计 算 出错 误 的 使 靠， 也是 产生 干扰 的重 要 原 因； 各类 传感 器 ， 人／ 输 输 结果 。以及 中断 误 触 发 ， 系统 进 行错 误 的 中断 处 使 出线路 的绝缘 损坏均 有系 。 肃 张 掖 ７ ４ ０ ） 甘 ３ ０ ０
摘
要： 文章分析 了单片机应用系统中干扰的来源和后 果 ， 出了一些在实 际应用 中取得 了良好效果 的减小和消除 提
干 扰 的硬 件 、 件 的 技 术 和 方 法 。 软
单片机测控系统软件抗干扰技术
一
开机 后首先对 单片机系统的硬件及软件状态进行检 测， 只有各 项检查 均正常， 序方能继续执行， 程 一旦发现不正常 就进行相 应的处理 。开机 自检程序通常包 括对 ＲＭ Ｒ Ｍ ／ Ａ 、 Ｏ 、Ｉ ０口状态及其他接 口电路的检测 。以检测 ＲＭ为例 ，实 际操 Ａ 作是向ＲＭ Ａ单元写 “Ｏ ”读 出也应为“Ｏ”再 向其写 “Ｆ ” ＯＨ， ＯＨ ， ＦＨ， 读出也应为 “Ｆ” ＦＨ 。如果 ＲＭ Ａ 单元读 写出错，应 给出 ＲＭ Ａ出 错提示 （ 如声光报警等） ，并转入错误处理程序 。 ２ 掉电保护 电网瞬间断电或电压突然下降， 将使微机系统陷入混乱 状态 。 当电 网电压恢复正常后， 微机系统难 以恢复正常状态 ， 处理这一类事故的有效方法就是采用掉电保护， 即把硬件电 路预先检测到的掉电信号加到单片机的外部中断输入端。 软 件中将掉电中断规定为高级中断， 使系统能及时对掉电作出 反应 。在掉电 中断子程序 中，首先进行现场保护 ，把当时的 重要状态参数 、 中间结果一一从片外ＲＭ Ａ 中调入单片机 的ＲＭ Ａ 中，某些 ＳＲ 内容也调入到 片内通用 ＲＭ Ｆ的 Ａ 中。其次是对 有 关设备作 出妥善处理， 使外设处于 非工 作状 态等。 后必 须 最 在 片内 Ｒ Ｍ Ａ 的某一个 或两 个单元作 上特 定标 记，例 如存 入 ＯＦ 或４ Ｈ 类的代码 ，作为掉电标记。 该注意的是，掉 ＦＨ ４ 之 应 电后外 围电路失 电，但 Ｃ Ｕ不能失电，以保持 ＲＭ中内容不 Ｐ Ａ 变，故 Ｃ Ｕ Ｐ 应有一套 备用电源 。如 ＣＯ 型 ８ Ｃ １ 片执行一 ＭＳ ０３ 芯 条 Ｏ ＬＰ Ｏ ，＃ ２ 的指令后 即可进入掉 电工作状态。 Ｒ ＣＮ ０Ｈ ３ 睡眠抗千扰 ＣＯ 型 ８Ｃ １ ＭＳ ０３ 通过执行 Ｏ ＬＰＯ，≠ ｌ 还 可以进入 睡 Ｒ ＣＮ ≠ Ｈ ｏ 眠状态，只有定时 ／ 计数系统和 中断系统 处于工作状态 。 这
开机 后首先对 单片机系统的硬件及软件状态进行检 测， 只有各 项检查 均正常， 序方能继续执行， 程 一旦发现不正常 就进行相 应的处理 。开机 自检程序通常包 括对 ＲＭ Ｒ Ｍ ／ Ａ 、 Ｏ 、Ｉ ０口状态及其他接 口电路的检测 。以检测 ＲＭ为例 ，实 际操 Ａ 作是向ＲＭ Ａ单元写 “Ｏ ”读 出也应为“Ｏ”再 向其写 “Ｆ ” ＯＨ， ＯＨ ， ＦＨ， 读出也应为 “Ｆ” ＦＨ 。如果 ＲＭ Ａ 单元读 写出错，应 给出 ＲＭ Ａ出 错提示 （ 如声光报警等） ，并转入错误处理程序 。 ２ 掉电保护 电网瞬间断电或电压突然下降， 将使微机系统陷入混乱 状态 。 当电 网电压恢复正常后， 微机系统难 以恢复正常状态 ， 处理这一类事故的有效方法就是采用掉电保护， 即把硬件电 路预先检测到的掉电信号加到单片机的外部中断输入端。 软 件中将掉电中断规定为高级中断， 使系统能及时对掉电作出 反应 。在掉电 中断子程序 中，首先进行现场保护 ，把当时的 重要状态参数 、 中间结果一一从片外ＲＭ Ａ 中调入单片机 的ＲＭ Ａ 中，某些 ＳＲ 内容也调入到 片内通用 ＲＭ Ｆ的 Ａ 中。其次是对 有 关设备作 出妥善处理， 使外设处于 非工 作状 态等。 后必 须 最 在 片内 Ｒ Ｍ Ａ 的某一个 或两 个单元作 上特 定标 记，例 如存 入 ＯＦ 或４ Ｈ 类的代码 ，作为掉电标记。 该注意的是，掉 ＦＨ ４ 之 应 电后外 围电路失 电，但 Ｃ Ｕ不能失电，以保持 ＲＭ中内容不 Ｐ Ａ 变，故 Ｃ Ｕ Ｐ 应有一套 备用电源 。如 ＣＯ 型 ８ Ｃ １ 片执行一 ＭＳ ０３ 芯 条 Ｏ ＬＰ Ｏ ，＃ ２ 的指令后 即可进入掉 电工作状态。 Ｒ ＣＮ ０Ｈ ３ 睡眠抗千扰 ＣＯ 型 ８Ｃ １ ＭＳ ０３ 通过执行 Ｏ ＬＰＯ，≠ ｌ 还 可以进入 睡 Ｒ ＣＮ ≠ Ｈ ｏ 眠状态，只有定时 ／ 计数系统和 中断系统 处于工作状态 。 这
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目
Ａ Ｉ 蒸 汽 流 量 Ｉ一 Ａ 比一 给 水 流 量 Ｐ 一 汽 包水 位 ｖ
图 ３ 锅 炉 汽 包 水位 三冲 量 控 制模 块 图 连接 圈
直蔚 与 蓑 ２ ０ ｔ ） ０ ２ １
■
囫
维普资讯
转。 一个好的程序结构 ， 不但能增加程序的可读性， 便
维普资讯
文 章 缩 号 ：０ １９ ４ （０ ２０ ．０ ７０ １０ －９ ４ ２ ０ ）１０ ６ ．３
单片机应 用 系统软件抗 干扰技术
赵 晓 莉
（ 北 区职３ 大学 ， 河 － － 天津 ３０ ５ ） ０ １０
摘要 ：阐述 了工业现场环境 中干扰 的特点 ，井详细介绍 了单 片机 应用系统软件抗干扰技
业现场中各类电器设备相配合。由于工业现场各种 动力设备不断地起停运行 ， 使得现场环境恶劣， 存在 许多干扰源 ： 系统本身噪声干扰 、 电磁干扰 、 过压干 扰及环境 干扰 。大量 的干 扰源虽不 能 造成硬 件系统 的损坏 ， 但常使整个系统不能正常运行 ， 致使控制失 灵， 甚至造成重大事故 。因此， 整个系统 的结构和每
２ 干扰途 径
不论是外部或是系统本身 的耦合干扰 ，都可导致 应用系统软件 的周期性 、 相关 性、 实时 性受到破坏 ， 程 序无法正常运行 ， 导致系统失控 ， 主要表现为 ： （） １设计的应用系统在现场使用 中程序计数器 Ｐ ｃ 值发生变化 ， 干扰后数 据是 随机 的 ， Ｐ 在 Ｃ值 的错误引 导下 ， 程序执行一 系列毫无意义的指令 ， 产生预料 以外 的误动作 ， 甚至步入死循环 ， 使系统失控 。 （） ２改变数据 、 标志位 、 输入／ 出口。干扰侵入系 输 统 的前 向通道 ，叠加在信号上 ，导致数据采集误 差加 大，特别是当前 向通道的传感器接 口是小 电压信号输 入 时， 此现象更为严重 。 输入／ 出接 口状态受到干扰 ， 输 造 成系统 资源被某 个任 务模块独 占 ，使 系统发生死 锁 当 Ｒ Ｍ数据 区受到干扰发生变化时 ， 的造成数 Ａ 有 据误差 ， 的使控制 失灵 ， 的改变 程序状 态 ， 有 有 有的改 变某些部件工作状态。
（） ３开关量软件抗干扰技 术
开关量输入信号主要来 自电动机、继电器角 信 虬 号和手动自 动控制开关信号。开关量干扰信号多数是 尖脉冲状 的 ， 作用时间很短 ， 以在对开关 量输入信号 所
进行采集时 ， 要消除多路 开关 的抖动 ， 消除采样数据中 的零 电平漂移 一般采用多此采集 ， 直到 ２次或 ２次 以
３ 单片机应用 系统抗干扰的可能性
考虑以上干扰途径 ，如果在编程中解决 以下几个 问题 ， 软件抗干扰就会成 为可能 ：
环 让干扰破坏程序本身的内容； ②在程序跑飞 后重新 回到正常 的程序入 口处 ，干扰过后能恢复正常 运行； ③减少程序跑飞后执行非法指令的时间， 以降低 跑飞程序所造成的危害； ④不要让程序进入死循环； ⑤ 要及时发现及时纠正因干扰而导致数据 、 标志 、 出 口 输
的改变
的干扰会改变 Ｃ Ｕ内部寄存器或者接 口 Ｐ 芯片的功能 寄存器 ， 机器在运行时肯定会 出错 ， 甚至会发生事故 。 为此对于控制外部设备 的指令则需要重复设定功能操 作， 不影响其当前连续工作的性能， 以确保有关信号的 可靠性。 所以可把重要指令设计成定时扫描模块， 使其 在整个程序的循环运行过程中反复执行。即使干扰信 号改写 了指令 ，也能在受控设备 的响映时间 内自动恢
于程序维护 ， 而且便于软件抗干扰方案的实施 。 一般情 况下 ，一个结构合理 的程序设 计框 图是只有一条输入 线和一条输 出线 ，并且模块 中的每个结点均有一条从
输入线经结点到达出线的 路径 ，当然单片机的发展方 向是在结构化 、模块化 的基础上而实现归一 化接 口的
完整和简化 。
上的采样值完全一致为止 若多次采集信号总是变化 不定 ， 则表明系统 出现异常现象 ， 需要给出报警信号 。
（） ４重复执行 ， 杜绝程序构成死循环 单片机应的初 始 化程序里 设定 ，以后 就不 在设定 了。 是程序指令在执行过程 中或是在锁存之后 ， 然 但 偶
术。 关 健 词 ： 片札； 单 干扰； 赣件抗干扰 中 圈 分 类号 ：Ｐ ０ ． Ｔ ３ ９２ 文 献 识 别码 ： Ｂ
１ 引言
随着单 片机 在各 个领 域 的广 泛应 用 ，它需与工
个 单 片机 应 用 系统都 需 要仔 细设 计 硬 件抗 干 扰 措 施 。但 是控制 系统 的抗 干扰不可 能完 全依靠硬 件解 决， 那样会 增加 系统本 身 的成 本 ； 况且在实 际 中， 往 往 是 完成 了整 个 系统 的硬 件设计 后 ，才 发现存 在 的 干 扰 ，此时若 推翻原 来 的设计就 浪费 了宝贵 的时间 和人力 物力 ：因此软 件抗 干扰技 术就是 监督和判 断 应 用系 统是否 出错或 失效 的一种 方法 ，这是应用 系 统 抗干 扰的最 后一道 屏 障。
复正常 。 在控制系统中 ， ／ Ａ Ｄ及 Ｄ Ａ等输 入／ 出接 口电 ／ 输 路是 比不可少 的 ， 这些接 口与 Ｃ Ｕ之 间采用查询或 中 Ｐ 断方式工作 ， 而这些设备或接 口对干扰很敏感 ， 干扰信 号一旦破坏 了某—接 口的状态字后 ， 就会导致 Ｃ Ｕ误 Ｐ 认为该接 口有输入／ 出请求而停止现行的工作 ， 去 输 转
收稿 日期 ：０ １１．０ ２ ０ ．１１
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