吴鉴鹰如何提高单片机抗干扰的能力总结
浅谈单片机应用系统的抗干扰措施
浅谈单片机应用系统的抗干扰措施摘要：文章主要对单片机应用系统的硬件和软件抗干扰措施分别进行了阐述，尤其是对其软件抗干扰措施进行了详细的论述。
关键词：单片机；抗干扰；硬件；软件工业现场环境中对单片机应用系统的干扰有很多，脉冲是这些干扰的主要形式。
这些干扰将会对生产带来不利的后果，比如：数据采集误差加大、程序运行失常、系统被控对象误操作、被控对象状态不稳定、定时不准、数据发生变化等，所以研究单片机的抗干扰措施是非常必要的事情。
1硬件抗干扰措施硬件措施得当，就能将绝大部分干扰抗拒，主要的措施如下：注意屏蔽；供电系统的抗干扰；适当增加硬件看门狗；注意印制电路板的工艺与布线；注意装设过压保护电路；注意提高元器件的可靠性；使用光电隔离。
2软件抗干扰措施①使用开机时自动检验功能。
开机时便对单片机系统的软件和硬件状态检验，如果发现不正常，便进适当的处理。
开机自检程序一般包括对ROM、RAM、I/O通道的检测。
②使用软件陷阱。
捕捉“跑飞”程序是软件陷阱的主要功能，通常设置在程序存储器没有使用的区域、程序存储器的结尾处、程序段之间三处，捕捉方法是若干条无条件跳转指令和空操作相结合，使程序跳到“跑飞”处理程序入口。
③在程序运行状态处设置标记。
在RAM区中设立一些标志位叫做程序运行状态标记，这些标志位对应代表程序运行的不同阶段及运行后的状态。
初始化程序时，最初应该对这些单元置初值，程序运行过程中的不同阶段，对应单元中的内容会被改动成特定值，用来标注程序运行后的状态和运行的阶段。
除了在程序正常运行中起到条件转移的作用外，这些标志还能在程序“跑飞”，并且RAM 区数据正常运转的条件下恢复程序运行现场。
④在输出端口刷新。
输出口的状态的改变，有可能是因为单片机的I/O比较容易背外部信号所干扰而造成的。
因此为了降低干扰信号对输出口状态的影响，我们可以在程序里添加周期性的输出端刷新指令。
两种措施如下：指定RAM单元存储输出口在程序运行的对应时刻应该具有的状态，并且在程序运行时根据以RAM单元的内容为依据去刷新I/O口。
提高单片机抗干扰性能的几点措施
０ 引 言
随着 单片机 的智 能 化 和微 型化 的不 断 发 展 ，
影 响 的变化 部分 的总称［ １ ］ 。在 产 品研 制 和开 发过 程中， 产 品在实 验室 环境 下运 行一 切正 常 ， 但 到 了
现场 实 际应 用 中会 出现 不 正 常 、 不 规 律 甚 至是 错
误 的情况 ， 这些 问题 的 发 生往 往 都 是 抗 干 扰措 施
件抗 干扰 措施 以及软 件“ 看 门狗” 、 滤波 算法 、 通信 过程 的软 件抗 干扰 措施 。
关键词： 单片机 ； 抗 干扰 ； 看 门狗技 术 ； 硬件； 软件
中图分 类号 ： Ｔ ＮＯ １ 文 献标识 码 ： Ａ 文章 编号 ： １ ０ ０ ６ － ０ ０ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ １ ０ ０ － ０ ３
单 片机 系统 在 现 场 环境 中长 期 、 稳定、 可靠 运 行 ， 有效 提高 单片 机 的抗 干扰 性 能 ， 需 从 单 片机 系统 电路 的硬 件设计 和 软件 编写 两方 面着 手 。
辐射 干扰 和信 号通 道干 扰 。
（ １ ）供 电系统 干扰 是 由于 电源 的噪声 干 扰所
（ Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ｋｅ ｙ Ｌ ａ ｂ ｏ ｒ ａ ｔ ｏ ｒ ｙ ｏ ｆ Ｏ ｃ ｅ ａ ｎ Ｅ ｎ ｖ ｉ ｒ ｏ ｎ ｍｅ ｎ ｔ Ｍｏ ｎ ｉ ｔ ｏ ｒ ｉ ｎ ｇ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ ， Ｓ ｈ ａ ｎ ｄ ｏ ｎ ｇ Ａｃ ａ ｄ ｅ ｍ ｙ ｏ ｆ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｉ ｔ ｕ ｔ ｅ ｏ ｆ
Ｏｃ ｅ ａ ｎ ｏ ｇ ｒ ａ ｐ ｈ ｉ ｃ Ｉ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｍｅ ｎ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ， Ｑｉ ｎ ｇ ｄ ａ ｏ ２ ６ ６ ０ ０ １ ）
单片机应用系统抗干扰问题的解决方案
般来讲 ， 干扰进 入测 控 系统后 ， 所造 成 的影 响
大致有 以下几 个方 面 ：
㈩ 数据 采 集 错 误 加 大 。特 别 是 当传 感 器 接 １使
ｌｏＰ ｅ ｅ ｔ ｅｙ ，ｄ ｉｈ ｉｃ ｅ ｓ ｓ ｔ ｃ ｕ ａ ｙ ａ ｄ ｓａ ｉ ｔ ｆａ ｐ ｉａｉｎ ｓ ｓｅ ｗｏ ｋ ｌ ｉ ｆ ｃｉ ｌ ￣ ｌｅ ｎ ｒ ａｅ ｈｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｎ ｔ ｂ ｌｙ ｏ ｐ ｌｃ ｔｏ ｙ ｔｍ ｒ ３ ｖ ｉ
．
Ｓ Ｏ ｓ ｅ ｋ ｔ ａ ０ ｏ ｔ Ｄ ａ ｈ ｔｓ ＾－
ｗ ｒ ｄ ｓ ｎｎ ｃ ｎｌ ｉ ｉ ｅ ｎｉ ｌ ａｔ— ａｒ ｉ ｏ ｔ ｐｌ ａ ｏ ｙｔ ａｅ ｅｉ ｉｇｔ ｈｏ ￣ ｍｐｏ ｄｅｔｅ ｎｉ ｊｎｍ￣ ｆｈ ａｐｉ ｔｎｓｓ ｍ． ｇ ｅ ｏ ， ｖ ｒｙ ｅ ｃｉ ｅ Ｋ ３．ｒｓ Ｓ Ｍ（ｉｇ ｃ ｉ】 ｎｉ ａ￣ｉｇ Ｓｆ ａ ； ｒ ｒ ｅｉ ；Ｄ ｔ ｃｌ ｃｏ ｅ￣０ｄ ： Ｃ ｓ ｌ ｈ ；ａ ｔ—Ｊ ｎｎ ； ｏｔ ｒ Ｐｃ ａ ｄｓ ｎ ａ ｏｌ ｔｎ ｎ ｎｅ ｐ ｎ ｗｅ ￣ｍ ｇ ａ ｅｉ
机应 用 中的 重要 环 节 。在 单 片 机 应 用 系统设 计 中，通 过 硬 件 和 软 件 设 计 都 可 以解 决 干 扰 问题 ， 但软件 解 决 方案 ，更 经 济 、更 有 效 ，它 可 以提 高 应用 系统的 Ｉ 作 准 确 性 、工 作稳 定性 ：即利 用
软 件 设 计 技 术 ，奎 面提 高 应 用 系统 的 抗 干 扰 能 力 。
可靠性等方面都具有相 当重要 的作用 。因此 ， 软件 的抗干扰设计与硬件 的抗 干扰设计一样 ， 是单片机 应用系统中不可缺少的一项重要内容。
浅谈单片机软件抗干扰技术
浅谈单片机软件抗干扰技术摘要：本文主要讨论单片机软件抗干扰技术的应用与实现。
首先阐述了干扰的概念和种类，然后介绍了单片机软件抗干扰的技术方法，包括降低干扰对系统的影响、增强系统对干扰的抵抗力和恢复受到干扰的系统运行；接着，分析了单片机软件抗干扰技术的不足和应对策略；最后，通过实例说明如何应用单片机软件抗干扰技术，总结了该技术在实际应用中的优点和展望。
关键词：单片机；软件抗干扰技术；干扰；抗干扰性能；应对策略正文：单片机是一种具有极强计算能力、可编程性和控制能力的微处理器，广泛应用于工业控制、家用电器、汽车电子等领域。
然而，由于工作环境与电磁干扰、电源波动等因素的影响，单片机很容易受到各种外部干扰，导致系统运行失常、数据错误等问题。
因此，单片机软件抗干扰技术的研究具有重要的现实和理论意义。
1 干扰的种类和影响干扰是指各种非期望的信号在系统中的出现，可以分为外部干扰和内部干扰。
外部干扰包括电磁干扰、电源波动、磁性干扰等，可以通过屏蔽、滤波、隔离等方法来减少其对单片机系统的影响；内部干扰主要是由于电路元件、信号传输线路等内部因素引起的，可以通过优化布局、提高信号质量、减小电流或电压等方法来减少其干扰效应。
干扰对单片机系统的影响主要体现在以下几方面：①引起系统崩溃或死机；②导致系统运行速度变慢、执行结果错误等；③损坏单片机芯片和外围设备，影响设备寿命和使用效率。
2 单片机软件抗干扰技术的方法单片机软件抗干扰技术主要包括以下三种方法：2.1 降低干扰对系统的影响为降低外部干扰对系统的影响，可以采用屏蔽、滤波、隔离等物理方法。
屏蔽是采用金属屏蔽罩、屏蔽织物等物理手段将系统与外界隔离；滤波可以通过电容、电感、滤波器等电路件实现对干扰的滤波控制；隔离可以采用光耦、隔离放大器等器件实现对信号的隔离和传输控制。
2.2 增强系统对干扰的抵抗力为提高系统的抗干扰性能，可以采用以下方法：首先，采用合适的单片机芯片和外围器件，如高标干、低噪声放大器等；其次，在软件中增加容错机制，如存储冗余、校验码等；最后，加强系统安全控制，如密码锁、权限认证等。
单片机系统可靠安全运行的主要因素及抗干扰
单片机可靠运行地主要因素及抗干扰影响单片机系统可靠安全运行地主要因素主要来自系统内部和外部地各种电气干扰,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地干扰因素,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.形成干扰地基本要素有三个： <1）干扰源.指产生干扰地元件、设备或信号, 用数学语言描述如下：du/dt, di/dt大地地方就是干扰源.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地通路或媒介.典型地干扰传播路径是通过导线地传导和空间地辐射. <3）敏感器件.指容易被干扰地对象.如：A/D、 D/A变换器,单片机,数字IC,弱信号放大器等. 1干扰地分类1.1 干扰地分类干扰地分类有好多种,通常可以按照噪声产生地原因、传导方式、波形特性等等进行不同地分类.按产生地原因分：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 干扰地耦合方式干扰源产生地干扰信号是通过一定地耦合通道才对测控系统产生作用地.因此,我们有必要看看干扰源和被干扰对象之间地传递方式.干扰地耦合方式,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：这是最直接地方式,也是系统中存在最普遍地一种方式.比如干扰信号通过电源线侵入系统.对于这种形式,最有效地方法就是加入去耦电路.<2）公共阻抗耦合：这也是常见地耦合方式,这种形式常常发生在两个电路电流有共同通路地情况.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.是由于分布电容地存在而产生地耦合.<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地耦合. <5）漏电耦合：这种耦合是纯电阻性地,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地三要素,采取地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地减小干扰源地du/dt, di/dt.这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要地原则,常常会起到事半功倍地效果.减小干扰源地du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现.减小干扰源地di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现.抑制干扰源地常用措施如下：<1）继电器线圈增加续流二极管,消除断开线圈时产生地反电动势干扰.仅加续流二极管会使继电器地断开时间滞后,增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多地次数. <2）在继电器接点两端并接火花抑制电路<一般是RC串联电路,电阻一般选几K到几十K,电容选0.01uF）,减小电火花影响. <3）给电机加滤波电路,注意电容、电感引线要尽量短.<4）电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1 μF高频电容,以减小IC对电源地影响.注意高频电容地布线,连线应靠近电源端并尽量粗短,否则,等于增大了电容地等效串联电阻,会影响滤波效果. <5）布线时避免90度折线,减少高频噪声发射. <6）可控硅两端并接RC抑制电路,减小可控硅产生地噪声<这个噪声严重时可能会把可控硅击穿地）. 2.2 切断干扰传播路径按干扰地传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类. 所谓传导干扰是指通过导线传播到敏感器件地干扰.高频干扰噪声和有用信号地频带不同,可以通过在导线上增加滤波器地方法切断高频干扰噪声地传播,有时也可加隔离光耦来解决.电源噪声地危害最大,要特别注意处理. 所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感器件地干扰.一般地解决方法是增加干扰源与敏感器件地距离,用地线把它们隔离和在敏感器件上加屏蔽罩. 切断干扰传播路径地常用措施如下： <1）充分考虑电源对单片机地影响.电源做得好,整个电路地抗干扰就解决了一大半.许多单片机对电源噪声很敏感,要给单片机电源加滤波电路或稳压器,以减小电源噪声对单片机地干扰.比如,可以利用磁珠和电容组成π形滤波电路,当然条件要求不高时也可用100Ω电阻代替磁珠. <2）如果单片机地I/O口用来控制电机等噪声器件,在I/O口与噪声源之间应加隔离<增加π形滤波电路）. <3）注意晶振布线.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. <4）电路板合理分区,如强、弱信号,数字、模拟信号.尽可能把干扰源<如电机、继电器）与敏感元件<如单片机）远离. <5）用地线把数字区与模拟区隔离.数字地与模拟地要分离,最后在一点接于电源地.A/D、D/A芯片布线也以此为原则. <6）单片机和大功率器件地地线要单独接地,以减小相互干扰.大功率器件尽可能放在电路板边缘. <7）在单片机I/O口、电源线、电路板连接线等关键地方使用抗干扰元件如磁珠、磁环、电源滤波器、屏蔽罩,可显著提高电路地抗干扰性能. 2.3 提高敏感器件地抗干扰性能提高敏感器件地抗干扰性能是指从敏感器件这边考虑尽量减少对干扰噪声地拾取,以及从不正常状态尽快恢复地方法. 提高敏感器件抗干扰性能地常用措施如下： <1）布线时尽量减少回路环地面积,以降低感应噪声. <2）布线时,电源线和地线要尽量粗.除减小压降外,更重要地是降低耦合噪声. <3）对于单片机闲置地I/O口,不要悬空,要接地或接电源.其它IC地闲置端在不改变系统逻辑地情况下接地或接电源. <4）对单片机使用电源监控及看门狗电路,如： IMP809,IMP706,IMP813, X5043,X5045等,可大幅度提高整个电路地抗干扰性能. <5）在速度能满足要求地前提下,尽量降低单片机地晶振和选用低速数字电路. <6）IC器件尽量直接焊在电路板上,少用IC座. 2.4 其它常用抗干扰措施 <1）交流端用电感电容滤波:去掉高频低频干扰脉冲. <2）变压器双隔离措施:变压器初级输入端串接电容,初、次级线圈间屏蔽层与初级间电容中心接点接大地,次级外屏蔽层接印制板地,这是硬件抗干扰地关键手段.次级加低通滤波器:吸收变压器产生地浪涌电压. <3）采用集成式直流稳压电源: 有过流、过压、过热等保护作用. <4）I/O口采用光电、磁电、继电器隔离,同时去掉公共地. <5）通讯线用双绞线:排除平行互感. <6）防雷电用光纤隔离最为有效. <7）A/D转换用隔离放大器或采用现场转换:减少误差. <8）外壳接大地:解决人身安全及防外界电磁场干扰. <9）加复位电压检测电路.防止复位不充分, CPU就工作,尤其有EEPROM 地器件,复位不充份会改变EEPROM地内容. <10）印制板工艺抗干扰：①电源线加粗,合理走线、接地,三总线分开以减少互感振荡. ② CPU、RAM、ROM等主芯片,VCC和GND之间接电解电容及瓷片电容,去掉高、低频干扰信号. ③独立系统结构,减少接插件与连线,提高可靠性,减少故障率. ④集成块与插座接触可靠,用双簧插座,最好集成块直接焊在印制板上,防止器件接触不良故障. ⑤有条件地采用四层以上印制板,中间两层为电源及地.。
单片机应用系统抗干扰技术重点要求
㈡常用软件抗干扰措施：
1.开机自检 2.软件陷阱(程序“跑飞”检测) 3.设置程序运行状态标记 4.输出端口刷新
5.输入多次采样
6.数据滤波
7.指令冗余
8.软件“看门狗”
1、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通道等的检测。
软件陷阱 NOP NOP NOP LJMP FLY
⑴ 程序存储器未使用区域的代码 数据: FFH 相当指令：MOV R7,A
0000H
. . . .
FF FF FF FF FF
有程序区
无程序区
07FFH
⑵ 在程序存储器未使用的区域设软件陷阱
设有4K地址范围：0000H～0FFFH，空区域0800H ～0FFFH ORG 0800H NOP ；软件陷阱 0000H . NOP . NOP . LJMP FLY 07FFH . ORG 0C00H NOP 0800H NOP NOP ；软件陷阱 NOP NOP LJMP NOP FLY_h LJMP FLY
脉冲
DOG
CPU RESET
· · ·
RESET
“喂狗”过程一般安排在监控循环或定时中断中，如果有比 较长的延时子程序，则应该在其中插入“喂狗”过程。目前有 很多单片机在内部已经集成了片内的硬件WATCHDOG电路，使 用起来更为方便。对于片内看门狗，是通过两条特定的赋值指 令来完成。此外，也可以也可以用软件程序来形成WATCHDOG。
求 和 区 . . .
00
⑵ ROM检测程序
ROMT1:MOV DPTR,#0000H MOV R2,#20H MOV B,#0 R0MT2: CLR A MOVC A,@A+DPTR XRL B,A INC DPTR MOV A,DPL JNZ ROMT2 DJNZ R2,ROMT2 MOV A,B RET ;首地址
单片机系统抗干扰
单片机系统的抗干扰抗干扰问题是单片机控制系统工程实现中须解决的关键问题之一。
对干扰产生的机理及其抑制技术的研究，受到国内外普遍重视。
大约在50年代，就开始了对电磁干扰的系统研究，逐步形成了以研究干扰的产生、传播、抑制和使装臵在其所处电磁环境中既不被干扰又不干扰周围设备，从而都能长期稳定运行等为主要内容的技术学科—电磁兼容技术、EMC技术。
按国家军用标准GJB 72—85《电磁场干扰和电磁兼容性名词术语》其定义为：“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一齐执行各自功能的共存状态。
即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统），因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。
”一、干扰的作用机制及后果干扰对单片机系统的作用可分为三个部分，第一个部位是输入系统，它使模拟信号失真，数字信号出错，系统如根据该信号做出的反应必然是错误的。
第二个部位是输出系统，使各输出信号混乱，不能正常反映系统的真实输出量，从而导致一系列严重后果。
第三个部位是单片机的内核，干扰使三总线上的数字信号错乱，使CPU工作出错。
对单片机系统而言，抗干扰有硬件和软件措施，硬件如设臵得当，可将绝大多数的干扰拒之门外，但仍然有部分的干扰窜入系统，引起不良后果，因此，软件抗干扰也是必不可少的。
但软件抗干扰是以CPU的开销为代价的，如果没有硬件措施消除大部分的干扰，CPU将忙于应付，会影响到系统的实时性和工作效率。
成功的抗干扰系统是由硬件和软件相结合而构成的。
硬件抗干扰具有效率高的优点，但要增加系统的成本和体积，软件抗干扰具有投资低的优点，但要降低系统的工作效率。
由于应用系统的工作现场，往往有许多强电设备，它们的启动和工作过程将对单片机产生强烈的干扰；也由于被控制对象和被测信号往往分布在不同的地方，即整个控制系统的各部分之间有较远的距离，信号线和控制线均可能是长线，这样电磁干扰就很容易以不同的途径和方式混入应用系统之中。
单片机控制系统的抗干扰设计
单片机控制系统的抗干扰设计摘要：单片机相关控制的灵敏度和系统所受的干扰具有一定的正相关关系，对单片机的控制系统而言，具有较高的灵敏度才能确保系统运行正常，但灵敏度越高，系统受到的干扰就越强，设计单片机控制系统时需要重视其抗干扰能力，确保系统能够稳定运行。
关键词：单片机；控制系统；抗干扰设计引言单片机控制系统是集通信技术、计算机技术以及自动化控制技术于一体的工业通用自动控制系统，其不但操作便捷、扩展性能好，而且还具有较强的控制功能，目前已在我国电力、化工、交通以及冶金等行业得到广泛的应用。
但由于工业作业环境较为恶劣，使得单片机容易被电源波形畸变、电磁设备启停等影响而受到干扰，使得信号接收能力大大下降，进而对测量的质量与效率造成了影响，严重的还会对单片机的软件、硬件造成损坏，使其难以正常运作。
所以，加强单片机控制系统的抗干扰设计，正确掌握其干扰源，并采取针对性的改进措施来提高其抗干扰能力，对单片机控制系统功能的正常发挥有着重要的作用。
1系统干扰源及干扰因素1.1现场干扰源电磁干扰一般分为两类，即传导和辐射。
传导类型的干扰主要是通过金属、电感、电容以及变压器传播的；而辐射类型干扰的传播途径很多，比如设备外壳和外壳上的缝隙，设备间的连接电缆，甚至是一根导线也可以成为辐射类型干扰的传统途径。
这两种干扰往往是相辅相成的，并且在干扰吸收上可以相互转化。
在测控系统中，电磁干扰主要通过“场”进入，即电磁干扰源的能量通过电磁场传递给测控系统。
电场主要是电容性耦合干扰，在导线和电路分布的电容中，干扰信号进入测控系统。
而磁场干扰是互感性耦合干扰，借助导线和电路的互感耦合，干扰信号进入测控系统。
1.2单片机控制系统自身干扰源单片机控制系统自身干扰源主要包括了散粒噪声、热噪声、常模噪声、共模噪声以及接触噪声等几方面内容。
散粒噪声是由于晶体管基区内的载流子发生随即扩散，与电子空穴发生复合反应而形成的，其主要存在于半导体原件内部；热噪声是指在没有连接电源的情况下，仍然有微弱电压存在于电阻两端，电阻两端出现电子热运动而形成的噪音电压；常模噪声即线间感应噪声或对称噪声，往往难以将其完全消除；共模噪声恰好与常模噪声相反，其指的是地感应噪声、不对称噪声或是纵向噪声，该类噪声可以进行消除，但也可由共模噪声转变为常模噪声；接触噪声通常是由于两种材料进行不完全接触，使得电导率出现变化而产生的，常出现在导体连接部位。
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如何提高单片机的抗干扰能力吴鉴鹰2014.3.3目录（一）、抗干扰方法综述（二）、钟信号也会产生干扰（三）、设备与设备之间如何抗干扰（四）、引脚抗干扰的方法（五）、上下电干扰（六）、隔离法抗干扰（七）、软件干扰（八）、印制板工艺抗干扰（九）、地线的处理（一）、抗干扰方法综述：在工业控制智能仪表都采用了单片机,单片机干扰措施提到重要议事日程上来单片机抗干扰措施不解决,其它工作也是白费劲要解决单片机抗干扰措施,必须先找出干扰源,然后采用单片机软硬件技术来解决干扰源:主要来自外部电源内部电源,印制板自制干扰,空中周围电磁场干扰,外部干扰通过I/O口输入等为叙述方便,我们分硬件软件抗干扰措施来讲:(一)硬件抗干扰措施1.交流程稳压:使电网电压稳定2.交流端用电感电容滤波:去掉高频低频干扰脉冲3.变压器双隔离措施:变压器初级输入端串接电容,初次级线圈间屏蔽层与初级间电容中心接点接大地,次级外屏蔽层接印板地,这是硬件抗干扰的关键手段4.次级加低通滤波器:吸收变压器产生的浪涌电压5.采用集成式直流稳压电源:因为有过流过压过热等保护6.I/O口光电磁电继电器隔离:去掉公共地7.通讯线用双绞线:排除平行互感8.防雷电用光纤隔离最为有效9.A/D转换,用隔离放大器或采用现场转换:减少误差10.外壳接大地:解决人身安全及防外界电磁场干扰11.加复位电压检测电路:仿止复位不充份,CPU就工作,尤其有EEPROM的器件,复位不充份会改变EEPROM的内容12.MCU能够适应的电压范围一般在3V-5.5V，但电源的波动对MCU而言却很敏感，比如说MCU可以在3.3V电压下稳定工作，但却不能在电压在3V-5.5V波动的情况下稳定工作。
13.通常是用电源稳压块，做好电源的滤波等工作，提示：一定要在电源旁路并上0.1UF的瓷片电容来滤除高频干扰，因为电解电容对超过几十KHZ的高频干扰不起作用。
这就是为什么经常在电源并上电容的原因14.确实很重要，比如涉及模拟信号处理的，滤波电容一定要加足，宁大勿小，保证电源的纯净，信号不受干扰；电流大的线路，铜线必须得足够粗。
15.一般单片机项目我们都是在电源端口处一个10uf电解电容和一个104瓷介电容，作双重保证16.通常隔离有：电源隔离，输入输出口隔离，空间隔离（二）、钟信号也会产生干扰在MCU中时钟信号也会产生干扰，时钟信号不仅是受噪声干扰最敏感的部位，同时也是CPU对外发射辐射干扰和引起内部干扰的噪声源。
辐射干扰的产生主要与时钟信号的上升和下降时间有关，即门电路的跳变时间Tr。
时钟频率越高，信息传输线上信息变换频率也就越高，致使干扰加剧，故在满足系统功能要求的前提下，要尽量降低时钟频率。
这样有助于提高系统的抗干扰性能。
为了避免时钟信号被干扰，可以采取以下措施:(1)时钟脉冲电路配置时应注意靠近CPU，引线要短而粗。
(2)外部时钟源用的芯片VCC与GND之间可接1μF左右的去耦电容。
(3)在可能的情况下，用地线包围振荡电路，晶体外壳接地。
(4)若时钟还做其它芯片的脉冲源，要注意隔离和驱动措施。
（三）、设备与设备之间如何抗干扰设备与设备之间这个就比较复杂了，涉及到电磁干扰，这个可能更需要整个系统的抗干扰处理，比如屏蔽线或者隔离器等屏蔽线对静电干扰有较强的抑制作用，而双胶线有抵消电磁感应干扰的作用.开关信号检测线和模拟信号检测线可以使用屏蔽双胶线，来抵御静电和电磁感应干扰；特殊的干扰源也可以用屏蔽线连接，屏蔽了干扰源向外施加干扰。
离这块，隔离目的之一是从电路上把干扰源和易干扰的部分隔离出来，使监控装置与现场仅保持信号联系，但不直接发生电的联系。
隔离的实质是把引进的干扰通道切断。
从而达到隔离现场干扰的目的。
一般单片机应用系统既有弱电控制系统又有强电控制系统，通常实行弱电和强电隔离，是保证系统工作稳定、设备与操作人员安全的重要措施。
（四）、引脚抗干扰的方法看到这个我又想起之前，我们做的一个产品上，蜂鸣器的鸣叫响声达不到标准要求，就特意把蜂鸣器驱动部分做了实验，研究改变参数对蜂鸣器的鸣叫影响。
蜂鸣器是感性器件，在通断电时候会产生反向电动势能，这个可能导致损坏元件，而且会干扰其它电路，通过电源直接进入到MCU中。
有些芯片由于内部电路的关系确实这样子的，因为如果引脚输入悬空,在感应电的情况下,输出有可能是高,也有可能是低,还可能在振荡，就有可能对其他引脚造成影响了另外说道这个加电容，记得以前做产品时，看到MCU datasheet上有这么一说，某个引脚没有被用到，不能直接NC，要通过一个电容连接到地GND（五）、上下电干扰上下电干扰：但每个MCU系统在上电时候都要经过这样一个过程，所以要尤其注意。
MCU虽然可以在3V电压下稳定工作，但并不是说它不能在3V以下的电压下工作，当然在如此低的电压下MCU是超不稳定状态的。
在系统加电时候，系统电源电压是从0V上升到额定电压的，比如当电压到2V时候，MCU开始工作了，但这时是超不稳定的工作，极容易跑飞。
（六）、隔离法抗干扰如果把电源电压变化持续时间定为Δt，那么，根据Δt的大小可以把电源干扰分为四种情况：1）过压、欠压、停电：当Δt>1s时产生的干扰，解决办法是使用各种稳压器、电源调节器，对短时停电可用不间断电源（UPS）供电。
2）浪涌、下陷、半周降出：当1s>Δt>10ms时产生的干扰，可使用快速响应的交流电源调压器克服。
（3）尖峰电压：当Δt为μs量级时产生的干扰，解决办法是使用具有噪声抑制能力的交流电源调节器、参数稳压器或超隔离变压器。
（4）射频干扰：当Δt为ns量级时产生的干扰，可加2~3节低通滤波器消除干扰。
在单片机系统中，为了提高供电系统的质量，防止窜入干扰，建议采用如下措施：（1）单片机输入电源与强电设备动力电源分开。
（2）采用具有静电屏蔽和抗电磁干扰的隔离电源变压器。
隔离变压器的初级和次级之间均采用隔离屏蔽层（可用漆包线或铜等非导磁材料在初级和次级绕一层，但电气上不能与初级、次级线圈短路，而后引出一个头接地）。
各初级、次级间的静电屏蔽与初级间的零电位线相接，再用电容耦合接地。
如图所示：图片1.png(507Bytes,下载次数:0)下载附件保存到相册7天前上传过程通道是系统输入、输出以及单片机之间进行信息传输的路径。
由于输入输出对象与单片机之间的连接线长，容易串入干扰，必须采用隔离技术、双绞线传输、阻抗匹配等措施抑制。
2、开关量隔离有一种就是接光耦，我们做电机类项目的时候，MCU与大功率电机控制区之间是要用光耦进行隔离的，防止大电流烧坏MCU引脚，常用的开关量隔离器有光电隔离器、继电器、光电隔离固态继电器(SSR)。
（1）光电隔离器光电耦合器是把一个发光二极管和一个光敏三极管封装在一个外壳里的器件，光电耦合器的电路符号如图8—3所示。
输入信号使发光二极管发光，其光线又使光敏三极管产生电信号输出，从而既完成了信号的传递，又实现了电气上的隔离，如图8—4所示。
对启动或停止负荷不太大的设备，常采用光电耦合器来抑制输出通道的干扰。
图片2图片3.png如果输出开关量是用于控制大负荷设备时，就需采用继电器隔离输出。
因为继电器触点的负载能力远远大于光电隔离的负载能力，它能直接控制动力回路。
在采用继电器做开关量隔离输出时，要在单片机输出端的锁存器74LS273与继电器间设置一个OC门驱动器。
用以提供较高的驱动电流。
平时的干扰一般是信号高低跳变是产生的尖峰，一般在芯片旁边加上一个旁路电容，而且是尽可能靠近芯片的旁路电容就能解决，但是在工业应用或者室外，久不久还是会出现干扰的情况，你的加上拉方法试过，有改善，但是貌似改善的算是一半多点，还是有一半的情况出现误动作，也不确定是不是程序不够完善，反正还是有很多地方要注意检查（七）、软件干扰看了上面的，都是在讲硬件干扰，我来说说软件干扰吧软件抗干扰主要有亮点：一是消除模拟输入信号的嗓声（如数字滤波技术）；二是程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。
看门狗抗干扰：失控的程序进入“死循环”，通常都是采用“看门狗”技术使程序脱离“死循环”。
通过不断检测程序循环运行时间，若发现程序循环时间超过最大循环运行时间，则认为系统陷入“死循环”，需进行出错处理。
“看门狗”技术可由硬件实现，也可由软件实现。
在工业应用中，严重的干扰有时会破坏中断方式控制字，关闭中断。
系统无法定时“喂狗”，硬件看门狗电路失效。
而软件看门狗可有效地解决这个问题（八）、印制板工艺抗干扰:.电源线加粗,合理走线接地,三总线分开:减少互感振荡.CPU RAM ROM等主芯片,VCC和GND间接电解电容及瓷片电容:去掉高低频干扰脉冲.独立系统结构,减少接插件与连线:提高可靠性,减少构障率.集成块与插座接触可靠,用双簧插座,最好集成块直接焊在印制板上:防止器件接触不良故障.有条件采用四层以上印制板,中间两层为电源及地(二).软件抗干扰措施:1.多用查询代替中断,把中断源减到最少:中断信号连线不大于0.1米,防止误触发感应触发2.A/D转换采用数字滤波:平均法,比较平均法等:防止突发性干扰3.MCS-51单片机空单元写上00H,最后放跳转指令到ORG0000H:因干扰程序走飞,可能抓回去4.多次重复输出,输出信号保持在RAM中:止因干扰信止输出5.开机自检自诊断,RAM中重要内容要分区存放,经常进行比较检查,机器不能带病工作6.表格参数放在EPROM中,检验和存于最后单元,防止EPROM7.加看门狗,软件走飞可从头开始8.开关信号延时去抖动9.I/O口正确操作,必须检查口执行命令情况防止外部故障不执行控制命令10.通讯应加奇偶校验或查询表决比较等措施,防止通讯出错（三）.这个滤波电容主要是在PCB layout时，要注意位置，基本上所有小电容都要靠近引脚（九）、地线的处理MCU的抗干扰，那就不得不说地线的处理1、选择单点接地与多点接地。
当信号频率小于1MHz时，应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时，可以部分串联后再并联接地；当频率大于10MHz时，适合采用多点串联接地；当信号频率在1~10MHz之间时，若地线长度不超过波长的1/20，可用单点接地图片12、数字地、模拟地、电源地等分开走线，在一个点上可靠连接图片2MCU的抗干扰，那就不得不说地线的处理1、选择单点接地与多点接地。
当信号频率小于1MHz时，应尽量采用单点并联接地，实际布线有困难时，可以部分串联后再并联接地；当频率大于10MHz时，适合采用多点串联接地；当信号频率在1~10MHz之间时，若地线长度不超过波长的1/20，可用单点接地图片12、数字地、模拟地、电源地等分开走线，在一个点上可靠连接图片2.png3、接地线应尽量加粗，使它能通过三倍于印制板上的允许电流。