软件抗干扰技术
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
软件抗干扰策略分析与优化
软件抗干扰策略分析与优化在现代信息化社会中，软件系统的稳定性与可靠性显得尤为重要。
然而，由于各种复杂因素的存在，软件系统很容易受到外界干扰而产生问题。
因此，设计和实施一种有效的软件抗干扰策略变得至关重要。
本文将对软件抗干扰策略进行分析，并提出相应的优化方法，以提高软件系统的稳定性和可靠性。
首先，我们需要了解什么是软件系统的干扰。
软件系统的干扰可以来自多个方面，例如硬件故障、软件错误、外部环境变化、网络攻击等。
这些干扰都可能导致软件系统的性能下降、功能失效甚至崩溃。
针对软件系统的干扰，我们可以采取以下策略进行抗干扰：1. 异常检测与处理通过实时监测软件系统的运行状态，及时发现并处理异常情况。
通过使用异常检测工具和算法，可以从数据流中检测出异常行为，并采取相应的处理措施，以避免可能的软件崩溃。
2. 容错设计在软件系统的设计阶段，引入容错机制。
容错设计可以通过增加冗余、引入备份系统、实施错误恢复机制等方式来实现。
当软件系统出现问题时，容错设计能够保障系统继续正常运行或者尽快恢复到正常状态。
3. 安全措施加强软件系统的安全性，以抵御外部的恶意攻击。
安全措施可以包括加密传输、访问控制、安全审计等技术手段，以防止黑客入侵、数据泄漏等安全问题。
4. 定期维护与更新软件系统的维护与更新是保障系统稳定运行的重要环节。
定期进行软件系统的巡检和维护，及时修复已知的漏洞和问题，更新软件版本，以确保软件系统的可用性和稳定性。
优化软件抗干扰策略的方法包括：1. 整体评估与改进对软件系统进行综合评估，并制定相应的改进措施。
通过对现有的软件系统进行全面分析，评估各个方面的干扰情况，并针对性地提出相应的策略和方案，以减少或消除干扰。
2. 采用高可靠性技术引入高可靠性技术来提高软件系统的稳定性和可靠性。
例如，采用冗余设计、容错算法、容灾机制等技术手段，使系统具备自我修复和自我保护的能力。
3. 增强安全意识与培训加强软件系统用户和开发者的安全意识，提升他们对干扰源和干扰方式的认识和理解。
从软件角度提升PLC高抗干扰性能的策略
从软件角度提升PLC高抗干扰性能的策略在提升PLC（可编程逻辑控制器）高抗干扰性能方面，软件角度起着至关重要的作用。
通过合理的软件设计和优化，可以降低PLC受到干扰的风险，提高系统的可靠性和稳定性。
以下是从软件角度提升PLC高抗干扰性能的一些策略：1. 合理选择PLC硬件：选择具有抗干扰能力强的PLC硬件是提升高抗干扰性能的基础。
首先，要选择防护措施完善、具备优秀热设计的PLC设备，以确保其能在恶劣环境下可靠工作。
其次，选择具备较高抗干扰能力的模块和接口组件，例如选择具有低噪声指标的输入输出模块、具备良好抗电磁干扰特性的电源模块等。
此外，还应选择具有良好抗辐射干扰能力的布线和连接线材料。
2. 降低PLC系统工作频率：通过降低PLC系统的工作频率，可以减少系统受到干扰的机会。
可以通过合理的切换工作模式、优化命令的发送和响应时间等方式降低系统的频率。
3. 增加冗余性和容错性：在软件设计中增加冗余和容错机制，可以降低干扰对系统运行的影响。
例如，使用冗余备份的控制单元和通信模块，同时进行故障检测和自动恢复等技术手段，以提高系统的可靠性和稳定性。
4. 使用抗干扰算法：通过采用抗干扰算法，可以在软件层面上对PLC系统进行优化。
例如，使用滤波器技术对输入信号进行滤波处理，滤除干扰成分；使用差分编码技术对通信信号进行编码，提高抗干扰能力；使用纠错码等方法提高系统的容错性等。
5. 合理分配系统资源：在软件设计中，合理分配系统资源可以提高系统的抗干扰性能。
例如，通过合理分配任务优先级和时间片，保证重要任务的及时处理，减少干扰对关键任务的影响；合理配置系统的缓冲区，以降低数据传输过程中受到的干扰；配置适当大小的任务缓存，预留一定的处理能力来应对突发干扰等。
6. 优化代码编写：在软件开发过程中，优化代码编写是提高系统抗干扰性能的有效手段。
编写高效的代码可以提高系统的响应速度和处理能力，降低受到干扰时的延迟和错误率。
应避免使用复杂的逻辑判断和大量循环，提高代码的可读性和执行效率。
单片机应用系统软件中抗干扰技术的探讨
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
软件抗干扰技术PPT课件
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例：某压力仪表采样数据如下：
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9
24 25 20 27 24 60 24 25 26
☆软件陷阱由三条指令构成：
NOP
NOP
LJMP ERR ;ERR错误处理程序入口
☆软件陷阱安排在下列四种地方：
1）、未使用的中断向量区
2）、未使用的大片ROM区
3）、表格区尾部
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4）、程序区
软件陷阱安排在程序的断裂点处，这类指令有LJMP、SJMP、AJMP、RET、 RETI，正常执行的程序到此便不会继续往下执行，如果还要顺序执行，必 然是出错了，就有必要设陷阱将其扑捉出来。
特点：对周期性干扰有良好的抑制作用，平滑度高，灵敏度低； 但对偶然出现的脉冲性干扰抑制作用差，不易消除由于脉冲干 扰引起的采样值偏差。所以不适合脉冲干扰比较严重的场合， 而适用于高频振荡系统。
N值设定的工程经验值为：
参数 流量 压力 液面 温度
N值 12 4
4~12 1~4
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4．限幅滤波法
20J2B1/3//J9 NB、JBC、CJNE、DJNZ等。
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如：利用减法比较两无符号数的大小程序（数放A、B中）：
无指令冗余程序：
有指令冗余的情况：
CLR C SUBB A,B JC BBIG … … BBIG:NOP …..
CLR C
SUBB A,B
智能仪表常用的软件抗干扰措施
智能仪表常用的软件抗干扰措施在实际应用中，干扰信号可能影响到智能仪表的CPU、程序计数器（PC）或RAM等，导致程序运行失常。
因此，在设计智能仪表时除了在硬件方面采取抗干扰措施外，必须考虑软件的抗干扰措施。
干扰对软件的影响有两个方面，即程序运行失常和数据受干扰而发生变化。
单片机系统受到干扰后，会使RAM、程序计数器或总线上的数字信号错乱，从而引发一系列不良后果。
CPU得到错误的数据，就会使运行操作出错，导致错误结果，并将错误一直传递下去，形成一系列错误。
如果CPU获得错误地址信息，会使程序失控，即便此后程序恢复到正常状态，但是已经造成不良后果，埋下隐患，最终导致后续程序出错。
同时，如果干扰改变RAM以及特殊功能寄存器的状态，可能导致数值误差，改变程序状态，引起误动作。
软件抗干扰的任务在于CPU抗干扰技术和输入输出的抗干扰技术两方面。
前者主要是防止因干扰造成的程序“跑飞”，后者主要是消除信号中的干扰以便提高系统准确度。
1、数字滤波技术随机干扰会使仪表产生随机误差。
随机误差是指在相同条件下测量某一量时，其大小符号作无规律变化的误差，但随机误差在多次测量中服从统计规律。
在硬件设计中可以模拟滤波器来削弱随机误差，但是它在低频、甚低频时实现较困难。
数字滤波可以完成模拟滤波的功能，而且与模拟滤波相比，它具有如下优势：数字滤波是用程序实现的，无须添加硬件，可靠性高，稳定性好，不存在阻抗匹配的问题，而且多个输入通道可以共用，从而降低系统硬件成本；可以根据需要选择不同的滤波方法或改变滤波器的参数，使用灵活方便；数字滤波器可以对频率很低的信号进行滤波，而模拟滤波由于受电容容量的限制，频率不能太低。
常用的数字滤波算法有程序判断滤波、中值滤波、算术平均值滤波、滑动平均值滤波、加权滑动平均滤波、一阶惯性滤波等。
（1）程序判断滤波经验说明，许多物理量的变化都需要一定时间，相邻两次采样值之间的变化有一定的限度。
程序判断滤波的方法，便是根据生产经验，确定出相邻两次采样信号之间可能出现的偏差ΔY。
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。
软件的抗干扰技术
容 量 越太 、系统 功 耗越 小 ， Ｕ 可利 用的 时 间就 越 长 ，一 般
可达 到毫秒 级 ，程 序 应该 能完成 一 些必 要的 保 护工作 。
当 系统恢 复供 电后 ，掉 电保 护现 场的 恢复是 系统 软 件
的 一个 重要 工作 ，包括 判 断是 否发 生掉 电保 护 、 数据 是否 还 有 效和恢 复现 场 等工 作 。 判 断是 否发 生掉 电保 护的 目的 是 区别正 常关 机 和掉 电 保 护关机 ，若 是前 者就 没有 必 要恢 复现 场 了 。 个工 作要 这 从 系统 关机 的软 硬件 结构 谈起 ，对拥有 掉 电保 护装置 叉 要 与正 常关机 区别 的系统 ，关机 就不是 一个 简单 的关电源 了 ， 在 关机 时必 须给 ＣＰＵ一 个信 息 ，其 中的 一种 方案 是 采用 软 关机” 的方 法 ， 过 一个 按键 通 知系 统 关机 ，由 ＣＰＵ 通 完成 断 电工作 并 设定 正常 关机 标 志 。不论 是关 机 标志 还是 掉 电标 志 ， 都 不应 是 一位标 志的 置 位 或清 零 ， 而 应该 是
根 据 电磁兼容 性 设计 ，微 机 化仪 表在 结构 上必 须采 取 足够 的硬件 抗干扰 措施 ，以保证微机 系 统不受 干扰 的影 响 但由 于 微机 系 统一旦 受 干扰 ，后 果将 非 常严 重 ，所 以 ， 在 设 计 实 际系 统时 ， 均考 虑 万 一出现 干 扰 时 ， 微机 系统 自 身 的抵 御措 施 。
寝棒抗司抗的工作主要集中在 Ｃ Ｕ抗干扰技术和输 ＝ Ｐ
ｒ
＾ 输 的抗 千 扰技 术 两个方 面 。前 者 主要是 抵 御 园干扰 造
成 的 程序 “ 飞 ”，后 者 主要是 消 除信 号 中的 干 扰 以提 高 跑