单片机系统抗干扰的方法有哪些
单片机电路设计中的抗干扰措施汇总
单片机电路设计中的抗干扰措施汇总1、切断干扰的传播途径A、增加干扰源（如电机、继电器）与敏感器件（如单片机）的距离，用地线把他们隔离或者在敏感器件加上屏蔽罩。
B、电路板合理分区，将强信号、弱信号、数字信号、模拟信号电路合理地分区域布置。
C、单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小互相干扰。
大功率器件要尽可能布置在电路板的边缘。
D、在单片机I/O口，电路板连接线等关键地方，使用抗干扰元件可显著提高电路的抗干扰性能。
E、晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地并固定。
2、尽量采用抗干扰性能强的单片机A、降低单片机内部的电源噪声在传统的数字集成电路设计中，通常将电源端和地端分别布置在对称的两边。
例如左下角为地，左上角为电源。
这使得电源噪声穿过整个硅片。
改进方法将单片机的电源和地安排在两个相邻的引脚上，这样不仅降低了穿过整个硅片的电流，还便于印制板上设计电源退耦电容，以降低系统噪声。
B、降低时钟频率单片机测控系统的时钟电路是一个调频噪声源，它不仅能干扰本系统，还对外界产生干扰，使其他系统的电磁兼容检测不能达标。
在保证系统可靠性的前提下，选用时钟频率低的单片机可降低系统的噪声。
以8051单片机为例，当最短指令周其为1US时，时钟是12MHZ。
而同样速度的MOTOROLA兼容单片机的厂商在不牺牲运算速度的前提下，将时钟频率降低到原来的1/3。
特别是MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机、内部采用了锁相倍频技术，将外部时钟除至32KHZ，而内部总线速度却提高到8MHZ，甚至更高。
C、EFT技术随着超大规模集成电路的发展，单片机内部的抗干扰技术也在不断进步。
MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机，采用EFT技术进一步提高了单片机的抗干扰能力，当振荡电路的正弦波信号受到外界干扰时，其波形上会叠加一些毛刺。
若以施密特电路对其整形时，这种毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟信号。
单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍（2）
单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍（2）单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍提高单片机系统抗干扰能力的主要手段1.接地这里的接地指接大地，也称作保护地。
为单片机系统提供良好的地线，对提高系统的抗干扰能力极为有益。
特别是对有防雷击要求的系统，良好的接地至关重要。
上面提到的一系列抗干扰元件，意在将雷击、浪涌式干扰以及快脉冲群干扰去除，而去除的方法都是将干扰引入大地，如果系统不接地，或虽有地线但接地电阻过大，则这些元件都不能发挥作用。
为单片机供电的电源的地俗称逻辑地，它们和大地的地的关系可以相通、浮空、或接一电阻，要视应用场合而定。
不能把地线随便接在暖气管子上。
绝对不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线混淆。
2.隔离与屏蔽典型的信号隔离是光电隔离。
使用光电隔离器件将单片机的输入输出隔离开，一方面使干扰信号不得进入单片机系统，另一方面单片机系统本身的噪声也不会以传导的方式传播出去。
屏蔽则是用来隔离空间辐射的，对噪声特别大的部件，如开关电源，用金属盒罩起来，可减少噪声源对单片机系统的干扰。
对特别怕干扰的模拟电路，如高灵敏度的弱信号放大电路可屏蔽起来。
而重要的是金属屏蔽本身必须接真正的地。
3.滤波滤波指各类信号按频率特性分类并控制它们的方向。
常用的有各种低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。
低通滤波器用在接入的交流电源线上，旨在让50周的交流电顺利通过，将其它高频噪声导入大地。
低通滤波器的配置指标是插入损耗，选择的低通滤波器插入损耗过低起不到抑制噪声的作用，而过高的插入损耗会导致“漏电”，影响系统的人身安全性。
高通、带通滤波器则应根据系统中对信号的处理要求选择使用。
印制电路板的布线与工艺印制电路板的设计对单片机系统能否抗干扰非常重要。
要本着尽量控制噪声源、尽量减小噪声的传播与耦合，尽量减小噪声的吸收这三大原则设计印制电路板和布线。
当你设计单片机用印制电路板时，不仿对照下面的条条检查一下。
印制电路板要合理区分，单片机系统通常可分三区，即模拟电路区(怕干扰)，数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)，功率驱动区(干扰源)。
单片机应用系统的抗干扰方法
单片机应用系统的抗干扰方法要消退单片机应用系统的干扰，只要去掉干扰形成的三个基本条件（干扰源、传播路径、敏感器件）之一即可，内部的干扰源可以通过合理的电气设计在肯定程度上予以消退，外部干扰源则实行屏蔽、接地、隔离等措施予以消退或切断。
抗干扰设计的主要工作是围绕这一部分绽开的，上述三个部分也不是肯定划分的，通常一个系统的抗干扰措施是多方面的综合以达到最佳的效果。
在实践中，单片机应用系统的抗干扰设计一般是通过硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计两种途径来实现的。
硬件假如设计得当，就可以将绝大部分干扰拒之门外，但仍旧会有少量干扰，所以软件措施必不行少。
由于软件措施是以占用CPU为代价的，假如没有硬件消退绝大部分干扰，CPU将疲于奔命，严峻影响系统的工作效率和实时性。
因此一个抗干扰性良好的单片机应用系统则是由硬件设计和软件开发相辅相成而构成。
1.硬件抗干扰设计① 电源电路单片机系统使用的电源，一般都是由电网的工频沟通电源经降压、整流、滤波等环节后供应。
由于电网的影响以及生产现场大容量电气设备的开停，会使沟通电压中含有高频成分、浪涌电压、尖峰脉冲或者发生较大幅度的电压波动。
这些因素都将导致干扰通过电源途径影响系统的正常工作。
电源做得好,整个电路的抗干扰工作就完成了一大半。
很多单片机对电源噪声很敏感,因此,应采纳抗干扰的开关电源或给单片机电源加滤波电路或稳压器,以削减电源噪声对单片机的干扰。
电源线的布置除了要依据电流的大小，尽量加租导体宽度外，还要使电源线、地线的走向与数据传递的方向全都。
这将有助于增加抗噪声的力量。
每种型号的单片机都有一个稳定工作的电压范围，例如凌阳SPCE061A单片机工作电压为3.3V～5V ,超出这个范围将消失特别。
② 硬件复位电路图1 采纳MAX6827的复位电路复位电路是最简单受干扰的(由于CPU 内部的复位电路的阻抗都比较高,为10～50kΩ) ,影响也是最大的。
因此,必需实行抗干扰措施。
单片机软件系统的抗干扰设计
式 中Ｑ为数字滤波系数； Ｘ ｎ 为第１ １ 次采样时的滤波 器输入 ； Ｙ ｎ 为第ｎ 次
采样 时的滤波器输 出； Ｙｎ — Ｉ 为第ｎ ＋ １ 次采样时的滤波器输 出。
滤波系数Ｑ＝Ａ Ｔ ／ Ｔ ｆ ＜ １ ，其中Ａ Ｔ 为采样周期 ： Ｔ 伪 数字滤波器的时间 系数 。 具体 的参数应通过实际运行选取适当数值 ， 使周期性噪声减至最弱或 全部消除。
字节，都能复位 。也可在程序区每隔一段 （ 如几十条指令） 连续安排三条 ＮｏＰ 于 旨 令。因为８ ０ ５ １ 指令字节最长为三字节。当程序失控 时， 只要不跳转 ， 指令连续执行， 就会运行ＮＯＰ ￣＇ 令， 就能使程序恢复正常。 ３ ． ２设置“ 看门狗” 。设置软件陷阱能解决一部分程序失控 问题， 但当程
科 学 论 坛
献 嗨与 蛄
单片机软件 系统的抗干扰设计
马卫滨 － 李艳华ｚ
（ １ ． 鹤煤技师学院； ２ ． 鹤煤新 闻中心 河南 鹤壁 ４ ５ ８ ０ ０ ０ ） 摘 要： 为了保证单片机产 品能够长期稳定、 可靠地工作 ， 在产 品设计 时必须对抗干扰 能力给 予足够 的重视， 尤其在软件方面， 而且很容易造成数据 采集误 差增大 ， 程序－ ‘ ‘ 飞走 ” 失控或陷入死循环等严重的后果。所以提 高单片机软件系统的抗干扰 能力是很有必要 的。 关键 词： 单片机 干扰 软件 滤波
特别是单片机产品。由于产品本 身比较复杂 ， 再加上工作环境比较恶劣 （ 如 温度和湿度高， 有振动和冲击， 空气中灰尘 多， 并含有腐蚀性气体 以及 电磁
场的干扰等） ， 同时还要受到使用条件 （ 包括 电源质量 、 运行条件、 维护条件 等） 的影响， 因而可以毫不夸张地说 ， 当代世界的干扰如同环境污染 一样 ， 正 危机着现代工业的各个方面。抗干扰方面的课题不但有许多实际问题要解 决， 而且有不少理论问题要探讨。 软件的抗干扰设计 是单片机应用系统的一个重要组成部分。干扰对单
如何解决单片机的抗干扰问题
如何解决单片机的抗干扰问题随着单片机的发展，单片机在家用电器、工业自动化、生产过程控制、智能仪器仪表等领域的应用越来越广泛。
然而处于同一电力系统中的各种电气设备通过电或磁的联系彼此紧密相连，相互影响，由于运行方式的改变，故障，开关操作等引起的电磁振荡会波及很多电气设备。
这对我们单片机系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。
单片机测控系统必须长期稳定、可靠运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大损失。
因此单片机的抗干扰问题已经成为不容忽视的问题。
1 干扰对单片机应用系统的影响1.1测量数据误差加大干扰侵入单片机系统测量单元模拟信号的输入通道，叠加在测量信号上，会使数据采集误差加大。
特别是检测一些微弱信号，干扰信号甚至淹没测量信号。
1.2 控制系统失灵单片机输出的控制信号通常依赖于某些条件的状态输入信号和对这些信号的逻辑处理结果。
若这些输入的状态信号受到干扰，引入虚假状态信息，将导致输出控制误差加大，甚至控制失灵。
1.3 影响单片机RAM存储器和E2PROM等在单片机系统中，程序及表格、数据存在程序存储器EPROM或FLASH中，避免了这些数据受干扰破坏。
但是，对于片内RAM、外扩RAM、E2PROM 中的数据都有可能受到外界干扰而变化。
1.4 程序运行失常外界的干扰有时导致机器频繁复位而影响程序的正常运行。
若外界干扰导致单片机程序计数器PC值的改变，则破坏了程序的正常运行。
由于受干扰后的PC 值是随机的，程序将执行一系列毫无意义的指令，最后进入“死循环”，这将使输出严重混乱或死机。
2 如何提高我们设备的抗干扰能力2.1 解决来自电源端的干扰。
单片机系统硬件抗干扰常用方法
按产生的原 因可分为放电噪声 、 高频振荡噪
维普资讯
第４ 第 期 ２ ４ 卷
（ ） 电耦合 ： ５漏
纂成
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２ ｌ
的干扰 。高频 干 扰 噪 声 和 有 用 信 号 的频 带 不 同 ， 可 以通过 在 导线上 增加 滤 波器 的方 法切 断高频 干 扰 噪声 的传 播 ， 时 也 可 加 隔 离 光耦 来 解 决 。 电 有
源噪声 的危 害最 大 ， 特别 注 意处理 。 要
这 种耦 合是 纯 电阻 性 的 ， 绝缘 不 好 时 就 会 在
发生 。
３ 常用硬件抗干扰 技术
针对 形成 干扰 的三 要 素 ， 取 的抗 干 扰 主要 采
有 以下手 段 。
３ １ 抑 制干 扰源 ．
所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感
来， 主要 有 以下几 种 ：
（） １ 直接 耦合 ：
这 是最 直接 的方 式 ， 是 系 统 中存 在 最 普 遍 也
就是 干扰 源 。如 ： 电、 电器 、 雷 继 可控 硅 、 机 、 电 高 频 时钟 等都 可能成 为 干扰 源 。 （ ） 播 路径 。指 干扰 从 干 扰 源传 播 到 敏 感 ２传 器件 的通路 或媒介 。典型 的 干扰传 播路 径是 通过 导 线 的传导 和空 间 的辐射 。
号， 用数 学语 言描 述 如 下 ：ｕ ｄ ，ｄ ｄ 大 的地 方 ｄ／ ｔ ｉ ｔ ／
干扰源产生的干扰信号是通过一定的耦合通 道才对测控系统产生作用 的。因此 ， 有必要研究 干扰源和被干扰对象之间的传递方式 。干扰的耦
合方 式 ， 主要 是通 过 导线 、 间 、 共 线等 ， 空 公 细分 下
PIC单片机抗干扰设计
PIC单片机抗干扰设计摘要:单片机已经普遍应用到各个领域,对其可靠性也提出了更高的要求。
影响单片机可靠性的因素很多,但是抗干扰性能是最重要的一个因素之一。
本文对PIC单片机抗干扰设计主要从硬件干扰抑制技术和软件干扰抑制技术两个大方面来进行分析。
关键词:PIC单片机抗干扰硬件软件1 硬件干扰抑制技术1.1 采用合理的隔离技术采用合理的隔离技术对单片机抗干扰起着非常重要的作用。
隔离不仅能够将外来干扰信号的通道阻断,而且还可以通过控制系统与现场隔离实现抗干扰目的,使得彼此之间的串扰最大限度地降低。
常用的隔离技术主要包括变压器隔离方式、布线隔离方式、光电隔离方式和继电器隔离方式等。
1.2 合理选择系统时钟PIC单片机系统时钟频率为0～20MHz,时基震荡方式主要有四种,每一种时基震荡方式由不同的时基频率相对应:外接电阻电容元件的阻容振荡方式RC,频率为0.03MHz～5MHz;低频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式LP,频率为32.768kHz或200kHz;标准晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式XT,频率为0.2MHz～4MHz;高频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式HS,频率为4MHz～20MHz。
外接方式主要有三种:外接晶体振荡器/陶瓷谐振器、外接时钟电路、外接RC。
用户在选择基振荡方式和外接方式时可根据PIC单片机应用系统的性能、应用场合、价格等因素来进行。
外接时钟属于高频噪声源,从可靠性方面来讲,不仅会干扰本应用系统,而且还能够干扰外界。
频率越高越容易成为噪声源,因此应采用低频率的系统时钟,但是必须把与系统性能要求相符作为前提条件。
1.3 合理设计电路板在电路板设计时,不要只是采用单一的PCB板进行,而应尽可能多的采用多层PCB板来进行,其中一层用作接地,而另外一层用作电源布线,这样就使得退耦电路形成,同时,这样的电路其屏蔽效果也比较好。
如果对空间没有任何的硬性规定,同时要成本因素进行考虑,此时在设计电路板时就可以采用单层或者双层的PCB板进行布线,这样需要从电源单独引电源线进行布线,并将其逐个分配到每个功能电路中,另外,还要将所有的地线汇集到靠近电源地的一个点上。
单片机系统硬件抗干扰方法介绍
单片机系统硬件抗干扰方法介绍形成干扰的基本要素有三个：（1）干扰源。
指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt，di/dt大的地方就是干扰源。
如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
（2）传播路径。
指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。
典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
（3）敏感器件。
指容易被干扰的对象。
如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。
1 干扰的分类1.1 干扰的分类干扰的分类有好多种，通常可以按照噪声产生的原因、传导方式、波形特性等等进行不同的分类。
按产生的原因分：可分为放电噪声音、高频振荡噪声、浪涌噪声。
按传导方式分：可分为共模噪声和串模噪声。
按波形分：可分为持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等等。
1.2 干扰的耦合方式干扰源产生的干扰信号是通过一定的耦合通道才对测控系统产生作用的。
因此，我们有必要看看干扰源和被干扰对象之间的传递方式。
干扰的耦合方式，无非是通过导线、空间、公共线等等，细分下来，主要有以下几种：（1）直接耦合：这是最直接的方式，也是系统中存在最普遍的一种方式。
比如干扰信号通过电源线侵入系统。
对于这种形式，最有效的方法就是加入去耦电路。
（2）公共阻抗耦合：这也是常见的耦合方式，这种形式常常发生在两个电路电流有共同通路的情况。
为了防止这种耦合，通常在电路设计上就要考虑。
使干扰源和被干扰对象间没有公共阻抗。
（3）电容耦合：又称电场耦合或静电耦合。
是由于分布电容的存在而产生的耦合。
（4）电磁感应耦合：又称磁场耦合。
是由于分布电磁感应而产生的耦合。
（5）漏电耦合：这种耦合是纯电阻性的，在绝缘不好时就会发生。
2 常用硬件抗干扰技术针对形成干扰的三要素，采取的抗干扰主要有以下手段。
2.1 抑制干扰源抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt，di/dt。
这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。
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单片机系统抗干扰的方法有哪些
影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰，并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。
这些都构成单片机系统的干扰因素，常会导致单片机系统运行失常，轻则影响产品质量和产量，重则会导致事故，造成重大经济损失。
形成干扰的基本要素有三个：
（1）干扰源。
指产生干扰的元件、设备或信号。
如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。
（2）传播路径。
指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。
典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。
（3）敏感器件。
指容易被干扰的对象。
如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。
1 干扰的耦合方式
干扰源产生的干扰信号是通过一定的耦合通道才对测控系统产生作用的。
因此，我们有必要看看干扰源和被干扰对象之间的传递方式。
干扰的耦合方式，无非是通过导线、空间、公共线等等，细分下来，主要有以下几种：
（1）直接耦合：
这是最直接的方式，也是系统中存在最普遍的一种方式。
比如干扰信号通过电源线侵入系统。
对于这种形式，最有效的方法就是加入去耦电路。
（2）公共阻抗耦合：
这也是常见的耦合方式，这种形式常常发生在两个电路电流有共同通路的情况。
为了防止这种耦合，通常在电路设计上就要考虑。
使干扰源和被干扰对象间没有公共阻抗。
（3）电容耦合：
又称电场耦合或静电耦合。
是由于分布电容的存在而产生的耦合。
（4）电磁感应耦合：。