单片机软件系统的可靠性设计
论单片机应用系统的可靠性技术
运行。
【 关键词】 单片机应 用； 抗干扰 设计； 技术 １ 干扰 产 生 的 后 果
在对控制系统的可靠性有严格要求的场合 ． 使用双机冗余可进一 步提高系统抗干扰能力 。 双机冗余 ． 就是执行 同一个控制任务 ． 可安排 两个单片机来完成 ． 即主机 与从机 。 正常情况下 ． 主机掌握着三总线 的 控 制权 ， 对整个 系统进行控制 ， 此时 ， 从机处 于待 机状态 ， 等待仲裁器 的触发 。 当主机由于某种原 因发生误动作时 ， 仲裁器根据判别条 件， 若 认 为主机程序已混乱 ． 则切断主机的总线控制权 ， 将从机唤醒 ． 从机将 代替主机进行处理与控制 ２ ． ５ 用 好 去 耦 电容 好的高频去耦 电容可 以去除高到 １ Ｇ Ｈ Ｚ 的高频成 分 陶瓷片电容 或多层陶瓷电容 的高频特性较好。设计 印刷线路板 时 ． 每个集成电路 的电源与地之间都要加一个去耦 电容 。 去耦电容有 两个作用 ： 一是 ， 本 集成电路的蓄能电容 ． 提供和吸收该集 成电路开 门、 关 门瞬 间的充 放 电能 ； 二是 ， 旁路掉该器件的高频噪声 。 数字电路 中典型 的去耦电容为 ０ ． １ Ｆ的去耦 电容 ，它有 ５ ｎ ｌ 分布电感 ，它 的并行 共振频率大 约在 ｉ ７ ＭＨｚ 左右 ．也就是说对于 １ ０ ＭＨ ｚ以下的噪声有较好 的去耦 作用 ． 对 ４ ０ Ｍ Ｈ ｚ 以上 的噪声几乎不起作 用。１ 和ｌ Ｏ ａ Ｆ电容并行共振频率在 ２ ０ Ｍ Ｈ ｚ 以上 ， 去除高频率噪声 的效果要好一些 在 电源进入印刷板的 地方设置一个 １ Ｆ 或 ｌ Ｏ ａ Ｆ 的去高频电容往往是有利 的 ， 即使是用 电 池供电的系统也需要这种电容。每 １ Ｏ 片左右的集成电路 要加一片充 放电电容 ， 或称 为蓄放 电容 ， 电容大小可选 １ Ｏ 。 最好不用 电解电容 ，
MCS51单片机应用系统可靠性及抗干扰设计
（2）死机0316baowencailiao/ 3．系统对被控对象的误操作 4．被控对象状态不稳定
9.2 单片机系统中硬件抗干扰设计
9.2.1 干扰的耦合方式 1．直接耦合 nizifn mynzf mynzf mynzgf 0838mlj zhongtezc topbrightness/
9.3.3 系统复位特征
1．上电标志的设定方法 ① SP建立上电标志。 ② PSW.5建立上电标志。 ③ 内RAM建立上电标志。 2．软件复位与中断激活标志 3．程序失控后恢复运行的方法 4．睡眠抗干扰
9.4 “看门狗”技术和掉电保护
9.4.1 “看门狗”技术
1．软件“看门狗”技术 nizifn mynzf mynzf mynzg mynzg mynzg mljsgf mljnzf
0838mlj zhongtezc topbrightness/
2．硬件“看门狗”技术 hd8go hd88go sj93 oemgc/
189288 hzp580 yjoem
oemdg/ xcdnpx/ skfjk oemdg
3．上电复位与“看门狗”信号复位的不同处 zhongtezc yanjigz/ zg-nsk skf-zt nsk-zt/ fag-zt/ ntn-zt 189286/ xcdnpx/ dgxcdn dgxcpx xcwxpx
理过程
xunchi-px/ oemfy 0759mz lczx188 189287/ tiefen tjjkyq
0316baowencailiao/
9.4.2 掉电保护电路
1．简单的COMS RAM 掉电保护电路 2．可靠的COMS RAM掉电保护电路 nizifn mynzf mynzf mynzg
单片机软件设计论文
单片机软件设计论文一、引言单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机，在现代电子技术领域中得到了广泛的应用。
而单片机软件设计则是实现其各种功能的关键所在。
本文将深入探讨单片机软件设计的相关内容，包括设计流程、编程语言选择、算法优化等方面。
二、单片机软件设计流程（一）需求分析在开始软件设计之前，首先需要对系统的功能需求进行详细的分析。
明确系统需要实现的任务、输入输出信号的类型和范围、工作环境等因素。
这有助于为后续的设计工作提供明确的方向。
（二）总体设计根据需求分析的结果，确定软件的总体架构和模块划分。
合理的模块划分可以提高软件的可维护性和可扩展性。
（三）详细设计在总体设计的基础上，对每个模块进行详细的设计。
包括算法的选择、数据结构的定义、流程的规划等。
（四）编码实现使用选定的编程语言，按照详细设计的方案进行代码编写。
在编码过程中，要注意代码的规范性和可读性。
（五）调试与测试对编写好的软件进行调试，查找并修复代码中的错误。
然后进行全面的测试，确保软件在各种情况下都能正常工作。
三、编程语言选择（一）C 语言C 语言是单片机软件开发中最常用的语言之一。
它具有简洁、高效、可移植性好等优点。
同时，C 语言的语法结构清晰，便于程序员理解和掌握。
（二）汇编语言汇编语言能够直接操作硬件，执行效率高。
但由于其编写难度大、可读性差，一般只在对执行效率要求极高的关键部分使用。
（三）C+＋语言C+＋在 C 语言的基础上增加了面向对象的特性，使得代码的组织更加合理。
但对于资源有限的单片机系统，其使用相对较少。
在实际开发中，通常会根据项目的需求和特点，选择合适的编程语言或者混合使用多种语言。
四、算法优化（一）时间复杂度优化通过选择合适的数据结构和算法，减少程序的执行时间。
例如，在需要频繁查找的场景中，使用哈希表可以提高查找效率。
（二）空间复杂度优化合理利用内存资源，避免内存泄漏和浪费。
对于一些占用内存较大的数据，可以采用压缩存储等方式。
单片机应用系统的可靠性设计研究
关 键 词 可靠性 ；看门狗” “ 技术 ； 解码输出
［ 中图分 类号 ］ Ｔ ３ ８ ２ Ｐ ６ ． 【 文献标识码 ］ Ａ
１ 引言
随着单片机应用领域 的不断扩展 ， 对单片机应用系统 的可 靠性也 提出 了更 高的要求． 在一些 单 片机应用 场合 ， 例如安全 防 卫、 火灾报警、 障监测 、 故 工业控制等 ， 一旦发生错误 ， 将会造成很大 的损失． 即便是 民用领域 ， 例如装 有微 电脑 （ 即单 片机 ） 控制 器 的微波炉． 在使 用时也不愿看到 ， 你 正在运行 的微波炉在设定 时间还未 到时就突然停止 ； 或者 是时间 已到它却还继 续运行． 因
第２ ６卷
第 ４期
２０ ０ ９年 １ 月 １
江苏教育学 院学报 （自然科 学版） Ｊｕ ａ ｆ ｉｎ ｓ ｎｔｕｅｏ ｄ ｃｔ ｎ（ ａｕａ Ｓ ｉ ｃｓ ｏ ｒ ｌ ａｇｕＩｓｔｔ ｆ ｕ ａ ｏ Ｎ ｔｒｌ ｃ ｎ ｅ ） ｎ ｏＪ ｉ Ｅ ｉ ｅ
Ｖｏ ． ６ Ｎｏ ４ １２ ． Ｎｏ ． ２ ０ ｖ ，０ ９
要求 在 Ｕ 输 出高阻态时 ， 片机从该 １０端读 到低 电平 ， 单 ／ 则必 须在 该 Ｉ０端连 接一 只下拉 电 ／ 阻 ， 图一中的 Ｒ Ｒ的值不能太大 ， 如 ． 太大了单 片机读到 的就是 高电平． 从单片机 的数据表中查 到 Ｉ参数 ， 可求得 Ｒ的最大值 ． 现设求得的 Ｒ的最大值为 ９ ｌ． Ｋｑ Ｒ的值也不能太小 ， 太小 了 ｕ 在 输 出高电平 时， 出电流会超 出其允许值 ． Ｕ 输 出高 电平 ４ ５ 输 设 ． Ｖ时的最大输 出电流为 ５ 则 可 ｍＡ， 求得 Ｒ的最小值 为 ９ ０ ￣选取 Ｒ的值为 ３ Ｏ左右 ， ０ ｆ． Ｋ 这样 与最大值 之 间和与最小值 之间都 留出
单片机控制系统可靠性硬件设计方法探讨
作环 境 恶劣 ， 自动控 制 系统 都 是全 天 连续 满 负荷 地 运 行 ，这 样 就要 求 控 制 系统 有 长 时 间 的稳 定 、 可靠运 行 ，所 以可靠 性是 对 单 片机 控 制系 统最 重
作 者 简 介 ：李 靖 （９ ６ １６一
的器 件 不应 该 混用 ；各 类器 件 工作 时 的温 度 特 性
（ ）采用 电源 滤 波器 ，交 流 电源引 线上 的滤 ２
波器 可 以抑制输 人端 的 瞬态干 扰 。 （ ）对 于 电源变 压器 ，采 取适 当的屏蔽措施 。 ３
２１ 优 选 高可 靠性 的单 片机 芯片和 元 器件 ．
各种 集成 电路 芯 片 和元 器件 是 控制 系 统可 靠 性 设 计 中 的 重 要 环 节 ，也 是 构 成 控 制 系 统 的基
（ ）元 器件 布局 及 引线 走 向符 合信 号 传 输特 ５
性 ，使 电流流 向与 信号 流 向要 一致 ，减 少布 线 问
） ，女 ，辽 宁锦 州人 ，副 教授 ，硕 士 。研 究方 向 ： 自动化 控制 技术 。
利 用 土壤 侵蚀 模 数 计算 出扰 动后 各 单 元 、各 时 段 土壤 流失 总 量 和新 增 流失 量 ．其 中背 景 流失
的 预测 方法 是有 效 的 。本文 对 我省 高 速公 路 建设
ＦＵ ｉ Ｊｅ
［ ｂ ｔａ ｔ Ｔ ｅａｔ ｌ ｎｒｄ ｃ ｓｔｅ ｃｕｅ ａ ｄｋ ｙ ｒｇｏ ｓｏ ｅｓｉ ｅｏｉｎ ｉ ｉｈ ｙ ｃ ｎｔ ｃ ｏ Ａ ｓｒ ｃ］ ｈ ｒ ｃ ｉｔ ｕ ｅ ｈ ａ ｓ ｎ ｅ ｅ ｉｎ ｆｔ ｏｌ ｒｓ ｎｈｇ ｗａ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ ｉｅ ｏ ｈ ｏ ｒ ｉ ｐｏｅ ｔ ｎ ｄ ｆｒｃ ｓ ｈ ｏｓ ｌ ｑ ａ ｔｙ ｏ ｏｌｅｏ ｉｎ ｉ ｈ ｏ ｎ ｔ ｏ ｒｊｃ，ａ ｏｅ ａｔ ｔｅ ｐ ｓｉ ｅ ｕ ｉ ｆｓｉ ｒｓ ｎ ｔｅｓ ｏ ｏ ｃ ｍｅ “ ａｊ ｉｏ ｉ ｒｏ ｓ ｂ ｎ ｔ ｏ Ｐ ｎｉ Ｌａ ｂｎ Ｈａｂ ｒ ｎ Ｈｉｈ ａ ”ｐｏｅｔ ｕｉｇｔｅｍａ ｅ ｔ ａ ｍｏ ｅ ｉ ｏｌ ｒ ｓ ｎ ｑ ａ ｔａ ｖ ｎｌｓ ｉ ｎｎ ｒｖｎｅ ｇ ｗ ｙ ｒｊｃ， ｓ ｔ ｍａ ｃｌ ｄ ｌ ｎｓｉ ｅｏｉ ｕ ｎｉ ｔ ｅａ ａ ｉ ｉ Ｌ ａ ｉｇＰｏ ｉｃ． ｎ ｈ ｈ ｉ ｏ ｔｉ ｙ ｓｎ ｏ Ｔ ｅ ｒ ｃｅ ｌ ｄｓｕ ｓｓ ｔｅ ｆｒｃ ｓ ｎ ｔｏ ｓ ｔｒｕ ｈ ｒｃ ｃｌ ｃ ｎｔ ｃ ｏ ｒｊｃ ，ｐｏ ｉｉｇ ｈ ａｔ ｌ ｓ ｉ ｓｅ ｈ ｏｅａｔ ｇ ｍｅ ｄ ｏ ｇ ｐａｔ ａ ｏ ｓ ｕ ｔ ｎ ｐｏｅｔ ｒｖｄｎ ｉ ａ ｏ ｃ ｉ ｈ ｈ ｉ ｒ ｉ ｓ ｒｆｒｎ ｅ ｏ ａｅ ｎ ｏｌ ｏ ｓｒａ ｏ ｉｈ ｙｃ ｎｔ ｃ ｏ ｒｊｃ ｉ ｉｏ ｉｇ ｅｅｅ ｃ ｓ ｒ ｔｒ ｄｓｉｃ ｎｅｖ ｔ ｎｉ ｈｇ ｗａ ｏ ｓ ｕｔ ｎｐｏｅｔ ｎＬ ａ ｎｎ ． ｆ ｗ ａ ｉ ｎ ｒｉ ［ ｙ ｏ ｄ ］Ｈｉｈ ｙ Ｗ ａ ｒ ｎ ｏｌ ｏ ｓｒａ ｏ ， ｏｌ ｒｓ ｎ Ｓ ｉＥ ｏ ｉｎＦ ｒｃ ｓｎ Ｋｅ ｗ ｒ ｓ ｇ ｗａ ， ｔ ｄＳ ｉＣ ｎｅｖ ｔ ｎ Ｓ ｉＥ ｏ ｉ ， ｏｌ ｒｓ ｏｅ ａｔ ｇ ｅａ ｉ ｏ ｏ ｉ
增强单片机系统可靠性的软硬件设计
技 术 纵 横
增强单片机系统可靠性 的软硬件设计 ＊
■ 中 南 大 学 ■ 中 国 电子 产 品可 靠 性 与环 境 试 验 研 究 所
田 磊 周 继 承
恩 云 飞
பைடு நூலகம்
从 可 靠 性 对 单 片机 系统 的重 要 性 出发 ， 合 实 际 系统 ， 硬 件 和 软 件 两 个 方 面 ， 用 模 块 化 思 想 ， 结 就 采 系统 地
＊ 基 金 项 目 ： 家 自然科 学 基 金 资 助 项 目（０ ７ ０ ６ 。 国 ６ ３ １ ４ ）
图 １ 前 级 滤 波 电路
１ ２ 隔离 技 术 ．
（ ）物 理 隔 离 技 术 １ 物 理 隔 离 技 术 是 指 在 单 片机 系 统 中 ， 过 器 件 的合 理 通
布局 和 线 路 的合 理 布 线 ， 容 易 产 生 干 扰 和 容 易 被 干 扰 的 将
为 “ 波 技 术 ” 滤 。
环境密切相关 ， 可看作是受 内部 因素和外部 因素 的共 同影
响乜 。从 内部 因素看 ， ］ 系统需要能够对运行过 程 中 自身 以
及周 围产 生 的干 扰 信 号 进 行 有 效 的抑 制 和 消 除 ； 从 外 部 而 因 素 看 ， 求 改 善 外 部 环 境 质 量 ， 除 干 扰 源 ， 断 干 扰 途 要 清 切
在 本 系统 中 ， 电模 块 设 计 了 前 级 滤 波 电 路 ， 效 地 供 有 抑 制 了 高 频 和 低 频 噪 声 分 量 ， 定 了 系统 电 源 电压 。实 践 稳 证 明 源 部 分 的干 扰 问题 解 决 得 好 对 于整 个 系统 的 可 靠 ， 电
性 有 着 极 其 重 要 的意 义 。 以 系统 使 用 的 ＡＴ８ Ｃ５ ９ １单 片 机
单片机系统可靠性设计
学院：电子工程学院班级：0210701 学号：02107025姓名：张文祥单片机系统硬件可靠性设计学院：电子工程学院班级：0210701学号：02107025姓名：张文祥摘要：为了使单片机系统可靠运行，必须对单片机系统进行可靠性设计，为此，提出了单片机系统可靠性设计的思想，并从硬件和软件两个方面探讨了单片机系统可靠性设计的技术途径。
根据硬件和软件子系统的人—环境特性，结合具体的实践经验，提出了单片机系统可靠性设计的具体技术。
这些可靠性设计技术的应用，使单片机系统的可靠性提高到了一个新水平。
关键词：可靠性设计；硬件；模块化；抗干扰引言：近年来，人们在单片机系统可靠性设计方面的探索已卓有成效，一些靠性设计技术在单片机系统中得到了广泛应用。
但单片机系统的可靠性还远不能满足户的需要，特别是在一些新的应用领域，对单片机系的可靠性又有新的要求。
本文主要针对石油测井行业劣应用环境下单片机系统可靠性设计展开论述。
单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。
概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。
单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：一、在智能仪器仪表的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。
采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。
例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。
二、在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。
三、在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。
单片机系统软件可靠性设计的研究
微 电 脑 应 用
Ｍ ｉｒ ｃ ｍ ｐ ｔ ｒＡｐ ｌ ａ ｉ ｎ ｃｏ ｏ ｕ ｅ ｐ ｉ ｔｏ ｓ ｃ
皇 皂
圭 塑 笪呈堂笪
单片机 系统软件可 靠性设计 的研究
Ｔｈ ｌ ｂｌｙ Ｄｅ ｉｎ Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ Ｒｅｉ ｉ ｓｇ ｓ ａ ｃ ｆＳＣＭ ｎ ｒ ｌ ｓｅｍ ｆ ａ ｉ ｔ Ｃｏ ｔｏ Ｓｙ ｔ Ｓｏ ｔ ｒ ｗａ ｅ
此 外 ， 靠 硬 件 方 式 并 不 能 完 全 解 决 系 统 的可 靠 性 问 题 。 此 ， 仅 因 软
～
为多字节指令 ， 其后的第 ｎ 条指令必定被拆分 ； ＋１ 在图 Байду номын сангаасｂ 中， （） 当第
ｎ
条指令最后～个操 作数对应 的“ 指令码” 为双字节指令时， 则其后
个操 作 数 对 应 的“ 令 码 ” 指 为三 字 节 指令 时 ， 后 的第 ｎ ２ 指令 其 ＋条
新余高等专科学校 机 电与 自动化 工程系（ 江西新余 ３ ８ ３ ） 胡菊芳 ３ ０ １
（ ｉｎｘ Ｘ ｎｙ ３ ０ １Ｃ ｉａ Ｈ ｕａｇ Ｊ ｇｉ ｉ ｕ３ ８ ３ ， ｈ ） ｕＪｆｎ ａ ｇ ｎ
摘
要： 在分析程序计数器 Ｐ “ ｃ 走飞 ” 成因及其后果基础上 ， 全面 阐述 了指令冗余 、 软件陷阱等常见软件可靠性设计方式 、 优缺点 ， 出了 提
Ｋｅ ｗｏｒ ｓ： ｏｔ ｒ ｅｌ ｉｉｙ ＰＣ ｏ ｗｒ ｎ ｉ ｔｕｃｉｎ ｅ ｕ ａ ｃ ｓｆｗａ ｅ ｔａ ｉ ｅ ｃ ｐｔｏ ｅ ｈｎ ｌｇ ｙ ｄ ｓ ｆｗａ ｅ ｒ ｉ ｌｔ ｂ ａ ｇ ｏ ｇ ｎｓｒ ｔ ｏ ｒ ｄ ｎｄ ｎ ｙ ｏｔ ｒ ｒ ｐ ｎｔｒｅ ｉ ｎ ｔｃ ｏｏ ｙ
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单片机软件系统的可靠性设计
可靠性设计是一项系统工程，单片机系统的可靠性必须从软件、硬件以及结构设计等方面全面考虑。
硬件系统的可靠性设计是单片机系统可靠性的根本，而软件系统的可靠性设计起到抑制外来干扰的作用。
软件系统的可靠性设计的主要方法有：开机自检、软件陷阱（进行程序“跑飞”检测）、设置程序运行状态标记、输出端口刷新、输入多次采样、软件“看门狗”等。
通过软件系统的可靠性设计，达到最大限度地降低干扰对系统工作的影响，确保单片机及时发现因干扰导致程序出现的错误，并使系统恢复到正常工作状态或及时报警的目的。
一、开机自检
开机后首先对单片机系统的硬件及软件状态进行检测，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RAM、ROM、I/O口状态等的检测。
1检测RAM检查RAM读写是否正常，实际操作是向RAM单元写“00H”，读出也应为“00H”，再向其写“FFH”，读出也应为“FFH”。
如果RAM单元读写出错，应给出RAM 出错提示（声光或其它形式），等待处理。
2检查ROM单元的内容对ROM单元的检测主要是检查ROM单元的内容的校验和。
所谓ROM的校验和是将ROM的内容逐一相加后得到一个数值，该值便称校验和。
ROM单元存储的是程序、常数和表格。
一旦程序编写完成，ROM中的内容就确定了，其校验和也就是唯一的。
若ROM校验和出错，应给出ROM出错提示（声光或其它形式），等待处理。
3检查I/O口状态首先确定系统的I/O口在待机状态应处的状态，然后检测单片机的I/O 口在待机状态下的状态是否正常（如是否有短路或开路现象等）。
若不正常，应给出出错提示（声光或其它形式），等待处理。
4其它接口电路检测除了对上述单片机内部资源进行检测外，对系统中的其它接口电路，。