对单片机控制系统中抗干扰技术的分析
[摘要]:抗干扰设计是单片机控制系统设计的重要环节。为了确保单片机控制系统的正确运行,我们需要找找出干扰源,减少及屏蔽干扰,才能使单片机控制系统在较好的环境中工作。
[关键词]:单片机 控制系统 抗干扰技术
随着材料科学、工艺技术、计算机技术的发展与进步,电子控制应用成为日常生活中的主流,其中单片机在控制系统中的应用是越来越普遍了。但是由于它的使用环境相对复杂,干扰因素较多,会干扰某些电子器件的正常工作,造成设备的工作失调而发生故障。抗干扰设计是单片机控制系统设计的重要环节。为了确保单片机控制系统的正确运行,我们需要找找出干扰源,减少及屏蔽干扰,才能使单片机控制系统在较好的环境中工作。本文对单片机的干扰源进行了简要的分析,就单片机的抗干扰技术进行了阐述,从而提高其可靠性。
一、单片机的干扰来源
工业现场环境中,干扰是以脉冲的形式进入单片机系统,主要有过程通道干扰、供电系统干扰、空间干扰三种渠道。干扰一般沿各种线路侵入系统,系统接地装置不可靠,也是产生干扰的重要原因,各类传感器及输入、输出线路的绝缘损坏均有可能引入干扰。
二、单片机干扰产生的后果
由于存在干扰,对操作对象会造成增大数据采集误差、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、系统程序'跑飞“引起死机等影响。现场操作带来的不良后果,与在实验室设计的控制系统不符。
三、单片机软件抗干扰技术
(一)软件滤波算法
采用此种方法可以滤掉大部分由输入信号干扰而引起的采集错误。最常用的方法有算术平均值法、比较舍取法、中值法、一阶递推数字滤波法。可以根据被测信号的特点,在不影响系统效率的情况下将多次采集的数据去掉一个最大值,去掉一个最小值,其余数据取平均值。这种方法大大增加了数据可靠性。
(二)指令冗余
指令冗余与软件陷阱相似,但是有区别:软件陷阱用在程序存储器的未使用区域中,而指令冗余通常用在程序区中。其做法是在正常的指令后插入一些NOP指令或将有效字节重写,采用指令冗余技术不仅可以使跑飞的程序纳入正规,还有助于消除随机干扰,提高测控系统的可靠性。
(三)软件看门狗
单片机系统受到干扰后可造成程序失控,引起程序乱飞,也可能使程序进入死循环。看门狗技术可以不断地监视程序运行时间,若发现时间超过设定时间,就认为系统进入了死...
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