单片机抗干扰技术及应用经验
单片机系统抗干扰技术措施
单片机系统抗干扰技术措施徐本升(七煤(集团)公司社保局，黑龙江七台河154600)廛屉科夔[}商要]单片机系统主要由信号检测部分、信号处理及控制部分、控制信号驱动部分、拳统零毒部分、显示部分组成。
干扰的种类主要来自系统内部元器件在系统中的状态和系统外部其它电气设备产生的干抚。
硬件抗干扰措施是电潺的抗干扰设计，屏蔽抗干技技术，双绞线及光纤的使用，去耦电路。
软件抗干就措-旌旋出错处理程序，建立软件陷阱，使用空操作指令。
‘‘、联蠢建i司]单片机；系统；抗干扰技术‘，单片机应用系统的硬件电路构成比较复杂、所用元件品种繁多，有的工作场所环境比较差，由于这些原因，为了保证单片机应用系统能够在各种环境下能正常运行，系统的抗干扰性就是一个非常重要的指标。
抗干扰就是针对干扰产生的性质、传播途径、侵入的位置和侵入的形式，采取相应的方法消除干扰源，抑制干扰传播途径，减弱电路或元件对噪声干扰的敏感性，使单片机系统能在线正常、稳定地运行。
1单片机系统的组成一个单片机应用系统的硬件电路是由如下几个部分构成的：1)信号检测部分：2)信号处理及控制部分：3)控制信号驱动部分；4)系统交互部分；5)显示部分。
由此可见一个单片机应用系统的成分是相当复杂的，从各种类型的传感器到名目繁多的各种继电器接触器、电磁阀，从类型繁多的集成电路到各种各样的耦合器件、执行部件、显示器件等。
2干扰的种类干扰就是叠加在有用信号上的不需要的信号。
是影响路正常工作的另一种噪声。
干扰以某种电信号的形式，通过一的渠道。
混入有用信号中侵人单片机系统，造成系统工作不稳定在各种实际环境中，干扰总是存在的，这些干扰能降低电子系统准确性甚至破坏其可靠性。
干扰有两种：一是来自系统内部元器件在工作时产生的干扰通过地址、电源线、信号线，分布电容和电感等传输，影响系统工状态。
二是来自系统外部其它电气设备产生的干扰。
通过传导辐射等途径影Ⅱ向单片机系统的正常工作。
干扰对单片机应用系统的作用有3个部位：1)输入系统。
单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术
单片机硬件设计中的EMC兼容性与干扰抑制技术单片机硬件设计中的电磁兼容性（EMC）与干扰抑制技术引言在现代电子设备中，单片机（Microcontroller Unit，MCU）起到了至关重要的作用。
单片机的硬件设计必须考虑电磁兼容性（Electromagnetic Compatibility，EMC）和抑制干扰的技术。
本文将介绍单片机硬件设计中的EMC兼容性和干扰抑制技术，包括电磁干扰的来源、EMC设计要求、常用的干扰抑制技术以及正确的布线和接地技巧。
一、电磁干扰的来源电磁干扰可以由各种外部和内部因素引起。
以下是一些常见的电磁干扰来源：1. 射频辐射：包括无线通信、雷达或其他射频电源等设备产生的电磁波。
2. 电源线干扰：来自交流电源线的噪声，如谐波和干扰信号。
3. 开关电源：开关电源高频噪声会通过电源线和地线传播到其他电子设备中。
4. 过电压和静电放电：电气设备的开关、电磁阀等在操作时可能产生过电压和静电放电。
5. 瞬态电压：包括闪电击中电力线、开关电源的瞬态电压等。
二、EMC设计要求为了满足EMC设计要求，单片机硬件设计应考虑以下方面：1. 辐射和传导：抑制电磁辐射和传导干扰，以确保设备不会对其他设备产生干扰。
2. 抗干扰：增强设备的抗干扰能力，使其能够正常工作并受到外部干扰的影响较小。
3. 地址线、数据线和控制线的布局：合理的布局可以减少交叉耦合和串扰，降低电磁干扰。
4. 接地：良好的接地设计可以降低共模噪声和差模噪声，提高设备的抗干扰能力。
5. 输入输出端口的保护：通过使用适当的保护电路来保护单片机的输入输出端口，防止它们受到外部电磁干扰的损坏。
三、干扰抑制技术1. 滤波器：采用适当的滤波器可以抑制进入单片机的高频噪声。
常见的滤波器包括RC滤波器和LC滤波器。
2. 屏蔽：通过在关键部件周围添加屏蔽罩或屏蔽层，可以有效地防止电磁波的干扰。
3. 地线设计：良好的接地设计可以减少回路的回流电流，降低共模噪声，并提高设备的抗干扰能力。
单片机抗干扰技术及应用
别会互相干扰 。
软 件措 施
加上一个高电平信号 ． 并持续１１ 以 ０ｔ ， ｓ
上即 可 。
指令冗余
当Ｃ Ｕ Ｐ 受到 干扰 后 ， 往将 一些 往
单片机在输出信号时， 外部下扰
有 可能 使信号 出错 。 系统 中单 片机 本
掉 电保护
操作数当作指令码来执行 ， 引起程序
电 网瞬 间断 电 或 电压 突 然 下 降 混乱 。 时 我们首 先要 尽快将 程 序纳 这
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合 成 。 的 激 光 打 标 控 到 护 压 的值 以略高 管 选 滞 构的 保 稳其稳压 用稳 于最 高传 管 作 。压 的 择 笔 者 发计 也要 适宜 ，
制 缔 由 千珥 场 体 用环 培 拧 送信 号 电压 为官
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圈 ｉ微 机 系统 中的 主要 干抗 渠道
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匦堕 一 时 。此一和 件 千 和太大 会引起信限 电选 要 篁 扰 统 由 件软 相 稳管 成 号衰减阻择 适 性因 ，个功抗 宜 压组 ，流 ，太小 起不 系是 硬 成的结
安置一 个 ｏｏ ｌ 的 陶瓷 电容 器 ， ｌＦ ａ 可以
消除 大部分 高频 十扰
的问题 。我们采用 了以下几种方 法 。
良好接地
本 系统 既有 模 拟 电路 叉有 数 字
人工复位
电路中常见的几种单片机抗干扰技术
电路中常见的几种单片机抗干扰技术对于提高单片机系统设计，提高系统的可靠性显得尤为重要。
对单片机系统而言，干扰因素有两种，一是来源于系统外部环境和其它电气设备产生的干扰，通过传导和辐射等途径影响单片机系统正常工作;二是来源于系统内部，由系统结构、制造工艺等决定以及内部元器件在工作时产生干扰，通过地址、电源线、信号线、分布电容等传输，影响开关电源模块系统工作状态。
一. 什么是干扰源？干扰源是指产生干扰的元件、设备或信号。
产生的干扰包括：(1)电磁干扰，如继电器开关启动、静电放电、电网电压波动等都可能引起不同程度的瞬变浪涌电压，会造成IC和半导体器件PN结烧毁、氧化层击穿等。
(2)人为干扰，如机械振动、继电器触点抖动、元器件安装和电路板布线引起的电磁耦合、接插件接触不良、虚焊、放大器自激、电源纹波等。
(3)环境因素干扰，如噪声和环境温湿度、以及太阳黑子的变化，空间粒子辐射等。
每一个设备干扰造成的误操作，可能运行千次才出现一次，甚至是上万，百万才出现一次。
时间上是一天，一个月，甚至是一年很多年。
但是干扰出现所造成的严重后果，是我们无法想象到的。
在这里我先引用一个小插曲：原来我在镇江做焊机的时候，老是出现焊机在上电瞬间有信号输出，出现的频率很高，最严重的一次是差点将一个客户员工的手指压到。
后来我想了个方法就是是在信号输出的I/O口上加上一个50k的上拉电阻，发现问题还是有，但是出现的频率降下来了，后来又改用15k的电阻，就彻底地把那个问题给解决了。
干扰信号源也遵循欧姆定律，越存在干扰的场合，跟测试使用的上拉电阻也有联系。
想知道他是怎么解决的，可以看下下面的文章：[话题] 【MCU每周论点】如何提高单片机的抗干扰能力? 亲你懂吗?二. 干扰源产生的原因是什么？下面回到正题，单片机干扰的原因还包括传播途径、敏感器件的使用，也会使单片机受到干扰。
干扰对单片机系统的影响主要通过三种途径传输，包括：(1)输入系统。
单片机应用系统中的抗干扰技术
干扰 是工业微机控制系统 中不可避免 、 最 难解决 的问题 ， 直接影 响到 系统 的可靠性 。 干扰 可 以以场 的形式入侵微机 系统 。 外电网污染 、 此 系统 内部干扰 等都属于干扰源 。干扰对微机 系 统 的作用可分为三个方面 ： 一是输入 系统 。 使 它 模拟信号失真 ， 数字信号出错 。二是输 出系统。 它使各输 出信号混乱 ，不能真正反应 出微机 系 统 的真正输 出量 。 三是微机 系统 的内核 。 前两项 是针对输入输 出通道的抗干扰措施 ，干扰还 未 作用 到 Ｃ Ｕ本 身 ，这时 Ｃ Ｕ还能正确 地执行 Ｐ Ｐ 各种程 序。 当干扰 作用到微机 系统 的内核 。 即 Ｃ Ｕ时 ， Ｐ Ｐ Ｃ Ｕ将不 能按 正常 状态 执行 程序 ， 从 而导致三总线上数字信号错乱 ，并且使程序执 行紊乱 ， 出现 “ 飞” 跑 现象 。如何发 现 Ｃ Ｕ受到 Ｐ 干扰 ， 如何拦截失控的程序流 向， 以便尽可能无 扰动恢复 系统正 常状态 ， 这些都是 Ｃ Ｕ的抗干 Ｐ 扰技术。解决干扰问题要从软 、硬件两方面人 手。 以下主要介绍的是软件系统方 面如何利用 指令冗余 、 软件 陷阱 、 以及 ＷＡ Ｈ Ｏ Ｃ Ｄ Ｇ等 技术 来解 决 Ｍ Ｓ ５ 微机 系统 中 Ｃ Ｕ 的抗 干 扰问 Ｃ一１ Ｐ 题。下面 以我们研制 的 Ｚ Ｙ Ｉ Ｌ — 型钻时录井仪的 微机系统为例加以介绍。 １指令冗余 当 Ｃ Ｕ受到干扰后 ， Ｐ 常常将一些操作数作 为指令码来 执行 ， 导致程 序紊乱 。 这时要尽快使 程序进 入正轨， 执行真 的命 令。ＭＣ 一 １ Ｓ ５ 系列的 所有 指令均不超过 三个 字节 ，且相 当一 部分为 单字节 。 当程序飞到某一条单字节指令上时 ， 可 以 自动进入正轨 ， 当飞到某一双 字节指令上 时 ， 有可 能落到其操作数上 ， 从而继续 出错 。 当飞到 三字节 指令上 时， 由于有 两个操作数 ， 出错的 则 机率就更大 。 为此 ， 我们在 一些对程序流向起决 定作用 的指令 前插入两条 Ｎ Ｐ Ｏ 指令 （ 字节 指 单 令 ） 以保证跑飞的程序迅 速进入正轨 。如 ： — ， Ａ
浅析单片机抗干扰技术
现 ，这里 不 再列 出 。
四 、软 件 的抗 干 扰 设 计 （ ） 数 据 采 集 误 差 的 软 件 对 策 一
算 术 平 均值 法 。对 一 个 点 的数 据 连 续 采样 多次 ， 然后 计算 其平 均 值 ， 以其 平均 值 作 为该 点 的 结 果 ，这 种 方 法 可减 小 系统 的 随机 干扰 对 采 集结 果 的影 响 。 一般 取 ３ ５ 次平均即可。 比 较 取舍 法 。测 量 的结 果 中可 能 会 出 现 偏 差 较 大 的 数据 ，如 测量 数 据 是 有 一 定 变化 规 律 的 ，就 可 以 根 据 变化 规 律 将 个 别 偏 差 大 的 数据 舍 去 。 函数 法 。用 一 个 特 定的 函数 对 采集 的 数 据 进 行 处 理 ，使 测 量 结果 中的 干 扰 值 的 影响作用减小 。 （ ） 控 制 状 态 失 常 的 处 理 方 法 二 软件 冗余 。对 于 条 件 控 制 系统 ，可 以 把 控 制 条 件的 一 次 采 样 和处 理 控 制 输 出改 为 循 环 采样 和 处 理 控 制输 出 。这 种 方 法 对 惯 性 较 大 的控 制 系 统具 有 良好 的 抗 偶然 因 素干扰作 用。 设 置 输 出 状 态寄 存 单 元 。 根 据 单 片机 系统 对 数 据处 理 后 的 输 出 结 果 ，设 置相 应 的 输 出 状 态寄 存 单 元 ，如 果 干 扰 侵 入输 出 通 道 将输 出状 态 破 坏 时 ，系 统 在 定 时查 询 寄 存 单 元 的输 出状 态 信 息 时 ，就 会 发现 错 误 ， 而 及 时纠 正输 出状 态 。 从 设 置 自检 程序 。在 计 算 机 内 的特 定 位 置 或 某些 内存 单 元 中设 置状 态 标 志 ，在 开 机 后 或有 自检 中断 请 求 时 ，系 统 将 首先 运 行 自检测 试 程 序 ，对 整 个 系 统 或 关键 环 节 进 行 模拟 测 试 ，并 将 测 试 结 果 通过 某种 方 式 显示 出来 ，这 样 就 可 以 保 证 系统 中信 息 存 储 、传 输 、 运 算 的 高 可 靠性 。 （ ） 程 序 运 行 失 常 的 软 件 对 策 三 使 用 程 序 监 视 跟 踪 定 时 器 程序监 视跟踪 定时器即 Ｗ ａｔ ｈｄＯ ｃ ｇ在 单 片机 抗 干 扰 设 计 中 使 用非 常 广 泛 ，各大 器 件生 产 商 提 供 了 不 同 的功 能 的 芯 片 ，如
单片机硬件抗干扰技术的应用
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一
＋一—— ■墨曲
杜 彦 明 张 大 军
单片机硬ｆ抗能价 格 比 ，被广 泛地 应 用于 各个领 域 。随着单 片机 功能 越来越 完 善 ，硬 件 的 设计也 变得越 来越 简单 。实验 室 里设计 的控 制 系
抗干扰 技 术的应 用 变得越 来越 重要 了。
１ 干扰 的来 源和 后果
工控 现场 环境 中干扰 是 以脉 冲的形 式进 入单 片 机 系统 ，其主要 的 渠道有 三条 ，即 ，空 间干 扰 、供
电系统干 扰 、过 程通 道干 扰 。空 间干 扰 多发 生在 高 电压 、大 电流 、高频 电磁场附近 ，并通过静 电感应 ，
（ ２）程序运 行失 常。
２ 单 片机应用 系 统的 硬 件 抗 干 扰 设 计
２ １ 供 电系统 ．
（ １）防 止从 电源 系统 引入干 扰 ，可采 取交流稳
压 器保证 供 电的稳 定性 ，防 止 电源 的过 压 和 欠压 。 使用 隔离 变压 器滤掉 高频噪 声 ，低通 滤波 器滤掉 工
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好的接地 网 ，防止产生地 电位 差和元件之 间的耦 合 。 （ ２）印制 电路 板要 合理分 区 。模拟 电路 区、数
（ ）闲置不用 的 Ｉ ８ Ｃ管脚 不要悬空以避免干扰 引
入 ，不用 的运算 放大 器正输 入端 接地 ，负输入端 接
将 主机部 分和 前 向、后 向通道 及其 它部 分切断 电路
的联 系 ，可有 效 的防止 干扰 进入 主机 系统 。
互联 导线尽量短 ，使用 ４ 。或者 圆弧折线 布线 ，不 ５
要使 用 ９ 。折线 ，以减小高 频信号 的发射 。 ０
（ ２）双绞 线传输 和终端 阻抗 匹配 。在数 字信号
单片机应用系统的抗干扰技术设计
第五章单片机应用系统的抗干扰技术设计§5．1 干扰源我们要进行抗干扰措施，首先就得仔细研究干扰产生的原因、途径，掌握或了解其规律后，才能有针对性地提出各种抗干 / 扰的理论和措施。
5.1.1干扰与噪声的区别(1) 噪声是绝对的，它的产生或存在不受接收者的影响，是独立的，与有用信号无关。
干扰是相对有用信号而言的，只有噪声达到一定数值、它和有用信号一起进入应用系统并影响其正常工作时才形成干扰。
(2) 干扰在满足一定条件时，可以消除；噪声在一般情况下，难以消除，只能减弱。
5.1.2分类根据产生干扰的物理原因，干扰可以分为如下几种类型：机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰、电和磁的干扰、射线辐射干扰。
其中，电和磁的干扰是最为普遍和严重的干扰，下面对电磁干扰作重点论述。
电磁干扰的分类：(1) 从噪声产生的来源分类可以分为：○1固有噪声源固有噪声是指器件内部物理性的无规则波动所形成的噪声。
○2人为噪声源人为噪声源主要是各种电气设备所产生的噪声，主要有以下几种：1. 工频噪声，大功率输电线是典型的工频噪声源。
低电平的信号线只要有一段长度与输电线平行，就会受到明显的干扰；即使一般室内的交流电源线，对输入阻抗低和灵敏度高的传感器来说也会是很大的干扰源。
在传感器的内部，由于工频感应也会产生交流噪声，它所形成的干扰也不可忽视。
2. 射频噪声，高频感应加热、高频焊接等工业电子设备以及广播、电视、雷达及通信设备等通过辐射或通过电源线会给附近的传感器系统带来干扰。
3. 电子开关，由于电子通断的速度极快，使电路中的电压和电流发生急剧的变化，形成冲击脉冲，从而成为噪声干扰源。
○3自然噪声源和放电噪声自然噪声主要指天电形成的放电现象。
放电现象的起因不仅是天电，还有各种电气设备所造成的，主要有：电晕放电、火花放电、放电管放电等。
(2) 从干扰的出现区域来分可分为内部干扰和外部干扰。
(3) 从干扰对电路作用的形成分类○1差模干扰也称为串联干扰，差模干扰进入电路后，使传感器系统 / 的一个信号输入端子相对于另一个信号输入端子的电位发生变化，即干扰信号与有用信号按电势源串联起来作用于输入端。
单片机应用系统中的抗干扰技术
（） ５ 系统 被控 对象误 操作
干扰进 人单 片 机应 用 系统 主 要 有 三 条 渠 道 ， 即
空 干扰 多发 生 在高 电压 、 电流 、 频 电磁 场 附 近 ， 大 高 并通过 静 电感 应 ， 电磁感应 等 方式 侵入 系统 内部 ； 供
２ 单 片 机应 用 系统 干 扰 的来 源 和后 果
２ １ 单 片机应 用 系统 干扰 的来源 ．
的正 常运 行 。若 外 界 干 扰 导 致 单 片 机 程 序 计 数 器 Ｐ Ｃ值 的改 变 ， 则破 坏 了程序 的正 常运 行 。由于受 干 扰后的 Ｐ Ｃ值 是 随机 的 ， 序将 执行 一 系列 毫 无 意 程
电系统 干扰是 由 电源 的噪 声 干 扰 引 起 的 ； 程 通 道 过
干扰是 干扰通 过 前 向通 道 和 后 向通 道 进 入 系统 的 。
单 片机 内部程 序指针 错 乱 ， 向了其 它地 方 ， 指 运
行 了错 误 的 程序 ； 同样 ， Ｍ 中的 某些 数据 被 冲 乱 ＲＡ
干扰 一般沿各 种线路 侵入 系统 。 系统 接地 装置 不 可 或 者特殊 寄存 器 的值 被 改变 ， 程 序计 算 出错 误 的 使 靠， 也是 产生 干扰 的重 要 原 因； 各类 传感 器 ， 人／ 输 输 结果 。以及 中断 误 触 发 ， 系统 进 行错 误 的 中断 处 使 出线路 的绝缘 损坏均 有系 。 肃 张 掖 ７ ４ ０ ） 甘 ３ ０ ０
摘
要： 文章分析 了单片机应用系统中干扰的来源和后 果 ， 出了一些在实 际应用 中取得 了良好效果 的减小和消除 提
干 扰 的硬 件 、 件 的 技 术 和 方 法 。 软
单片机系统的抗干扰设计
单片机系统的抗干扰设计随着单片机系统越来越广泛地应用于消费电子、低压电器、医疗设备、以及智能化仪器与仪表等领域，单片机在简化电路设计和提高产品性能的同时，单片机系统本身的电磁干扰问题也成为影响这类设备可靠性的主要因素。
单片机系统是一个含有多种电子元器件和电子部品（乃至子设备和子系统）的复杂电子系统，外来的电磁辐射和传导干扰，以及内部元器件之间、部件之间、以及子系统之间、各传送通道之间的相互干扰对单片机及其数据信息所产生的干扰与破坏，严重地影响了单片机系统的工作稳定性、可靠性和安全性。
因此分析和消除单片机系统的不稳定因数，提高它的电磁兼容性已愈来愈成为人们所关注的课题，而这问题的本身则具有很高的实用价值。
1 单片机系统的可靠性分析一个单片机系统的可靠性是自身软件、硬件与其所处工作环境共同作用的结果，所以系统的可靠性也应从这两方面来进行分析与设计。
对系统本身而言，要在保证系统各项功能实现的同时，对其运行过程中出现的各种干扰信号，以及来自于系统外部的干扰信号进行有效的抑制，这是决定系统可靠性的关键。
而对一个有缺陷的系统来说，设计人员往往只是从逻辑上去保证系统功能的实现，而对系统运行过程中可能出现的问题考虑欠周，采取的措施不足，在干扰面前系统就可能陷入困境。
任何系统的可靠性都是相对的，在一种环境下能够可靠工作的系统，到了另外一种环境就可能就不稳定了，这充分说明环境对系统可靠运行的重要性。
所以在针对系统运行环境去设计系统的同时，应当尽量采取措施来改善系统的运行环境，综合性地解决系统运行的可靠性。
2 单片机系统的电磁干扰问题2.1 单片机系统里电磁干扰的由来单片机的干扰是以脉冲形式进入单片机系统的，其主要渠道有三条，即空间、供电系统及信号通道。
空间干扰多发生在高电压、大电流、高频电磁场附近，通过静电感应、电磁感应等方式侵入系统内部。
供电系统的干扰通过同一电网里用电设备工作时产生的噪声干扰和瞬变干扰来影响单片机系统的工作。
单片机抗干扰技术实践应用探析
实现 稳 定 的运用 ， 甚至 控制 失 灵 ， 导致 单 片机 系 统设 备 出现 故 障或 易 受 到干扰 的设 备或 者 电路 进行 屏蔽 ， 防止辐 射 的干 扰 ； 一种 则 另 者在 生产 过 程 中发 生事 故 。由此 ， 保证 设备 在 具体应 用 中的 可靠 是 将辐 射 的来 源 屏蔽 起 来 ， 为 防止 辐射 对其 他 电路 造 成干 扰 。此 外 ， 性 ， 单片 机系 统 的抗 干扰 设 计 中应 充分 考 虑系 统 的抗 干扰 特 性 。 还 可浮 置 实现 干扰 电流 的阻 断 ，将 内部 具有 辐射 的电路 设 置在 较 在 对 单 片机 系统 抗干 扰 技 术 的实 践 同时也 是 单片 机学 习中 的重 要方 为偏远 的位 置 ， 从而 有效 减 少对 电路 的影 响 。 面和 重 要形 式 ， 为单 片机 的教 学和 实验 提供 了实际 的检 验 。 论在 ２２ 抑 制 过 程 通 道 干 扰 无 ．
单 片机 系 统 的控制 精度 。
１２ 单 片机 系统 的 电磁 干扰 ．
工业 控制 领域 的 电磁 干 扰较 多 ，例 如动 力 断路 器 断 弧 多次 复 燃 、 布 电容谐 振 以及 动 力断 路器 断 弧 中的 多次 复燃 、 电流 电弧 分 大 的 电磁辐 射 、 频 输 电线 附近 存在 的 交变 电场 和 磁场 。此外 ， 阳 工 太 等天 体 辐射 的 电磁 波 、 电磁 场 的变 化 和 雷 电等都 将 形成 电磁 干扰 。 干 扰 的 电信 号 以回路之 间的 电容 耦 合 以及互 感 耦合 ，以导线 为 通 道进 入 控 制系 统 。单 片机 系 统 的 ห้องสมุดไป่ตู้磁 干 扰将 导 致单 片机 系 统产 生 误差 ， 至将 导致 系 统无 法正 常工 作 。 甚
单片机系统的抗干扰技术
双向晶闸管的结构符号见图8-6（b）。三个电极分别是 T1、T2、G。其特点是，当G极和T2极相对于T1的电压均为 正时，T2是阳极，T1是阴极。反之，当G极和T2极相对于T1 的电压均为负时，T1变成阳极，T2为阴极。 （4）光电隔离固态继电器(SSR)
图8—7 SSR的内部结构框图
图8—8 SSR基本单元电路
（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。
（a）二极管—稳压管抑制电路 （b）电阻—二极管抑制电路（c） R-C阻容抑制电路 （d）（e）开关触头两端的反电势抑制电路 图8—12 反电势抑制电路
☆8.3 印制电路板及电路的抗干扰设计
在单片机系统中，印制电路板的设计好坏对抗干扰能 力影响很大。印制电路板是用来支撑电路元件，并提供电 路元件和器件之间电气连接的重要组件。为了减少干扰， 在印制电路板设计过程中必须遵循以下三大原则：
图8—13 去耦电容的安装位置图
3．选择时钟频率低的单片机及外部时钟部件。 4．元件的选择尽量采用低速器件。 5．对进入电路板的信号源及从高噪声区来的信号要加滤 波，继电器线圈处要加续流二极管。 6．尽量不使用IC插座，而把IC直接焊在印制板上，这样 可减少IC插座间较大的分布电容。 7．电源插接件与信号插接件要尽量远离，主要信号的插 接件外面最好带有屏蔽。
输入、输出通道是必不可少的。这些通道不可避免地会 使各种干扰直接进入单片机系统。同时，在这些输入输 出通道中的控制线及信号线彼此之间会通过电磁感应而 产生干扰，从而使单片机应用系统的程序错误，甚至会 使整个系统无法正常运行。
单片机在应用中的软件抗干扰技术
０ 引 言
单 片机 在工 业 、 防等 领 域 应 用 极 为广 泛 。然 国
１ 指 令 冗余 技 术
Ａ８ Ｔ９系列 单 片 机 所 有 指 令 不 超过 ３个 字节 ． Ｃ Ｕ取 指令 过程 是先 取操 作码 后 取操 作数 Ｃ Ｕ复 Ｐ Ｐ
而单 片机 的工作 环 境往 往 是很 恶 劣和 复 杂 的 ， 应 其 用 的可 靠性 和安 全性 就是 一个 非 常突 出 的问题 。单 片机在 应用 系统 中的抗干 扰 是一 个非 常重 要 的技 术 问题 ， 系统 工作 的可 靠性 、 全性 在很 大 程度上 决定 安 于抗 干扰 技 术 。硬 件 抗 干 扰 技术 除增 加 成 本 外 ， 它 只能抑 止某 个频 率 段 的干 扰 ， 许 多 情 况 下 应 用 系 在
指 令 冗余 技 术 是 采 取 在双 字 节 、 双字 节 指令 三
统中的抗干扰不可能完全依靠硬件来解决 。软件抗
干扰技 术 就成 为 应用 系统抗 干 扰技术 的一个 重要组 成部 分 。本 文从 Ａ ８ Ｔ ９系列单 片 机 应用 系统 设 计 的
角度来探讨几种主要的软件抗干扰技术 。
胡文彬等 基 于控制 系 统流程 的现代制 造 系统故 障诊
断方ｉ Ｊ ． 击［ 振动 ． 测试与诊 断 。９７ ６ ． １９ （ ）
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要 应软 设 方 与 巧 收 日：１０９ 用 件计 法技 稿期０ １０ ２ —— ０ 眦在 障断 舳甩： 气 ‘。 三 故诊申 ¨ 电 萼 羞 肥五 吴
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蒙 女广 西大学 机械工 程学 院副教 授 ，
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计 算机 ・Ｌ 用 Ｐ Ｃ应 和对系统 工作 状 态起 重要 作 用 的指令 ， 其 之前 插 在 入两条单 字 节 Ｎ Ｐ指令 或 重 写 上 这 些 指 令 。保 证 Ｏ 这些指 令 的正确 执行 。
单片机抗干扰措施
单片机抗干扰措施概述在单片机应用中，抗干扰是一个非常重要的问题。
由于电磁干扰的存在，单片机可能会受到干扰信号的影响，导致系统的性能下降甚至功能失效。
因此，为了确保单片机系统的稳定运行，需要采取一些抗干扰措施。
本文将介绍单片机常见的抗干扰措施，包括软件抗干扰措施和硬件抗干扰措施。
软件抗干扰措施1. 外部中断和定时中断技术外部中断是单片机接收外部信号的一种方式，通过设置中断触发条件，当接收到特定信号时触发中断处理程序。
通过使用外部中断技术，可以及时响应干扰信号的触发，进行干扰处理。
定时中断也是一种常见的抗干扰措施。
通过设置定时器，定时生成中断信号，进行对干扰信号的定时处理。
2. 硬件监控和重启单片机系统中，可以通过硬件监控电压、温度、电流等参数，并根据监控结果采取相应措施。
例如，如果电压过高或过低，可以通过监控电源电压的方式，自动重启系统，以恢复正常运行。
3. 硬件看门狗硬件看门狗是一种常见的抗干扰措施。
通过设置看门狗定时器，在预设时间内必须向看门狗喂狗，否则看门狗将复位单片机。
看门狗能够有效监控单片机运行，并在系统崩溃或运行异常时进行自动重启。
硬件抗干扰措施1. 接口屏蔽和过滤对于单片机与外部设备接口，可以通过屏蔽和过滤的方式降低干扰信号的影响。
接口屏蔽是通过在接口线上添加屏蔽层，减少干扰信号对于单片机的干扰。
常见的屏蔽层材料包括金属层、导电胶和导电纤维等。
接口过滤是通过添加滤波器或滤波电路，降低接口信号中的干扰成分。
常见的滤波器包括低通滤波器和带阻滤波器等。
2. 地线设计在单片机系统中，地线设计也是一个重要的抗干扰措施。
合理地划分地线，避免地线回路产生环形，可以有效减少共模干扰。
3. 电源干扰削弱技术电源干扰是单片机系统中常见的干扰源之一。
为了降低电源干扰，可以采取以下措施：•过滤电源线，加装滤波电容和滤波电阻，降低电源中的高频干扰成分。
•使用稳压器或电源滤波器，确保电源稳定，并降低电源线上的干扰噪声。
单片机抗干扰技术开关量输入输出通道隔离
周围空间中的电磁场对信号线 的电磁感应干扰。
接地系统干扰
由于接地不良或地线配置不当 导致的地线噪声干扰。
信号传输线干扰
信号传输线上的外部干扰信号 通过电感和电容耦合引入。
开关量输入通道隔离技术
01
光耦隔离
利用光耦器件将输入和输出电路隔 离，以减小干扰信号的影响。
变压器隔离
利用变压器原理实现输入和输出电 路的隔离，降低共模干扰。
单片机在工作过程中，其电路板 和元件会受到周围空间电磁辐射 的影响，导致信号失真和噪声干 扰。
接地系统干扰
接地系统不良或不合理，会导致 信号接地电位不均，产生电位差， 从而引入干扰信号。
开关量输出通道隔离技术
光耦隔离
光耦隔离是利用光耦合器的工作原理，将单片机开关量输出信号通过光耦隔离器进行隔离，以减小外界干扰对输出信 号的影响。
03
02
继电器隔离
通过继电器触点实现输入信号的电 气隔离，提高抗干扰能力。
运算放大器隔离
通过运算放大器将输入信号进行放 大和隔离，提高信号质量。
04
开关量输入通道隔离的实现方法
选择合适的隔离器件
根据应用需求选择适合的光耦、继电器、变 压器或运算放大器等器件。
正确连接隔离器件
按照隔离器件的连接方式，正确接入输入和 输出电路。
单片机抗干扰技术开关量输入输出 通道隔离
contents
目录
• 单片机抗干扰技术概述 • 单片机开关量输入通道隔离 • 单片机开关量输出通道隔离 • 单片机抗干扰技术的实际应用
01 单片机抗干扰技术概述
干扰的定义与影响
定义
干扰是指对系统正常信号的扰动 或破坏，导致信号失真、畸变或 阻塞。
单片机抗干扰技术应用探讨
序重 新开始 正 确执 行 。“ 门 狗” 看 根据 程 序 在运 行 指
定 时间间隔 内未进行 相应 的操 作 ， 即末按 时复位“ 门 看
狗 ” 时器 ， 定 来判断程 序运行 出错 的。通过不断检测 程
１ 常见 干扰 的分 类及 影 响
干扰产生于干 扰源 。凡是 能产 生一 定能 量 、 以 可
措施 ， 使系统尽可 能无扰 动地 正常运行． 硬件抗干扰技术是一种 主动抗 干扰 方式 。常见 的 硬件抗干扰技术包括下面 几个方 面 ： ２ １ 电源干扰 抑制 技术 ． 据统计 ， 片机控制 系统 中 ７ ％ 的干扰 是 由于 电 单 ０ 源耦合而引起 的 ， 以提 高电源系统的供电质量 ， 所 对保 证 系统可靠运行是非常重要 的。电源抗 干扰基 本方 法
有以下几种 ：
影响到周围 电路正 常工 作 的因素都 可认 为是 干扰 源。 干扰有 的来 自外部 ， 的来 自内部 。根据 干扰 窜入 系 有 统渠道 的不 同 ， 主要 分为 三类 。一 是空 间各种 高频 干 扰信号产生 的强大 的电场 、 磁场 以及电磁辐射 ； 二是输 入输 出通道引入 的干扰 ； 三是 工业 现场 大功率 设备 的
成有用信号的完全淹没 ， 响更加严重 ； 影 ｂ 控制状态失 灵 。单 片机控 制 系统 中 ， 制状 态 ． 控
输出常常是依据某些条件 的输人 和条件状态的逻辑处 理结果 。在这些环节 中， 由于干扰 的侵 入 ， 都会 造成条
件状态偏 差 、 失误 ， 致使输 出控 制误差 加大 ， 至控制 甚
机床电器 ２ １． ０ １１
Ｐ Ｃ・ Ｌ 变频器 ・ 计算机—— 单片机抗 干扰技术应用探讨
单 片 机 抗 干 扰 技 术 应 用 探 讨
单片机硬件抗干扰技术
（＿ ； 竺塑］＿ ． 塑兰＿ － 塑］ １一塑 ＿ ＿ ｊ ＿ 三 苎 ］
图 １ 干 扰的构成
在 单片 机系统 和 电子设备 中 ， 一个 电路 抗干扰 的程
度 可 以用 ＝
上
来 表示…
况， 比如 测试 系统 、控 制系 统失控 ， 轻者 会 影 响正常 工
作， 重者 可 能会 酿成事 故。 因此如何 提高单 片机 的抗干
ｐ ｔ ｓ ｍ ｎｂ ｐｏ ｅ ｒｕ ｈ ｈｓ ａ ． ｏｔ ｔｈ ａｉｔ ｏ ｉｇ — ｉ ｍ ｃｏｏ ｐ ｔ ｓ ｍ ｃｎ ｅ ｕ ｙ ｕ ｒ ｙｔ ｃ ｅ ｍ ｒｖｄｔ ｏ ｇ ｉｗ ｙ Ｓ ａ ｔｅ ｔ ｌｙ ｆｓ ｌ ｃ ｐ ｉ ｃｍ ｕｅ ｓ ｔ ！ ｅｓ ｅ ａ ｉ ｈ ｔ ｈ ｓ ｂｉ ｎｅｈ ｒ ｒｙ ｅ ａ ｂ ｆ ｌ
１ 引 言
随着 微 电子技术 的发展 ， 片机 以其较 高 的信 价 单 比在工 业控 制 、智能仪器 、通讯设备 等领域得 到了广 泛 的应 用 。但 是在使用 过程 中 ， 由于单 片机工作 的环境 复
２ １ 干扰 的构 成 ．
构成 干扰必 须具备 三个 主要 因素 ： 扰源 、耦 合或 干
Ｔｅ ｈ ｃ ｌＣｏｒ ｍ ｕ ｉ ａ ｉ ｓ ｃ ｎｉ ａ ｎ ｎ ｃ ｔｏｎ
２２ 干扰的来源 。
对 单 片机系统 的干扰 一般有 两种 ： 一种 是来 自系统
２ 对 单片机硬件造成干扰 的基本 因素
收稿 日期： ０ —０ —０ ２ ９ ０ ９ ９
降低干 扰耦 合 因素或 切 断干扰 路径 ， 或者 ， 取措 施提 采
高 电路 的抗干 扰 能力 。
《 动 术 应 ２１年 ９ 第２ 自 化技 与 用》００ 第２ 卷 期
单片机应用中的抗干扰技术与方法
试析单片机应用中的抗干扰技术与方法摘要：单片机抗干扰技术是单片机应用系统中需要首先进行考虑的技术问题，它对于单片机应用的稳定性和可靠性有着很大的影响和作用。
本文主要结合干扰作用对于单片机系统的不利影响情况，对于单片机应用系统中比较常见的集中抗干扰技术与方法进行分析论述，以提高单片机应用中的抗干扰技术水平，保证单片机运行应用的稳定性与可靠性。
关键词：单片机系统软件工业领域抗干扰技术方法分析中图分类号：tp368.1 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）01-0025-02单片机应用系统在工业领域环境中的应用比较广泛和普遍。
通常情况下，单片机应用系统在进行仿真调试以及实验室内部的联机运行应用中，运行稳定性与可靠性都比较高，但是在进行工业环境领域的实际运行应用时，由于工业环境领域内部本身的干扰因素比较多并且复杂，容易造成单片机应用系统运行中出现一些这样或者是那样的不可控制问题，对于单片机系统设备的可靠、稳定运行有着很大的不利影响。
本文主要在对于单片机应用系统的干扰影响分析下，针对比较常见的几种单片机应用系统抗干扰技术和方法进行分析论述，以提高单片机系统中的抗干扰技术水平。
1 干扰作用对于单片机系统的影响分析随着社会经济与工业生产不断发展，单片机系统不仅在工业生产领域应用越来越广泛，而且在智能化仪表以及监控系统领域中的应用数量也越来越多，因此，对于单片机系统运行可靠性与稳定性的要求也就越来越高。
通常情况下，在单片机系统运行过程中，对于单片机系统运行可靠性与稳定性产生影响的因素有很多，而单片机系统的抗干扰能力是影响系统可靠性和稳定性的最重要因素。
根据干扰作用对于单片机系统运行稳定性与可靠性的影响情况来看，形成干扰影响的单片机系统运行可靠性干扰作用，主要有单片机系统运行环境中的放电干扰以及高频振荡干扰、电磁干扰、浪涌干扰等，这些干扰作用主要来自单片机系统工作运行的环境，不仅容易造成单片机系统程序的运行出现混乱，而且还会导致单片机系统中的硬件控制失灵以及数据采集出现较大误差，对于带有音频以及视频信号的应用系统中，干扰作用还会造成单片机应用系统出现声音失真或者是图像串色、串扰等问题，对于单片机系统的正常可靠运行有着很大的危害作用。
单片机系统抗干扰技术研究
单片机别称微控制器，是把一整套的计算机系统集成到一块芯片上，具有质量轻、体积小、成本低、易开发与应用等优点。
因此，单片机在我们日常生活中的应用十分广泛，已经渗透到通信设施、导航系统、电器以及程控玩具等多个领域。
但是当下的生活环境，单片机的运行必然受到各种干扰，这些干扰会使单片机在运行中出现失误甚至系统失灵，造成极大损失，因此，单片机系统的抗干扰能力和技术一直是受关注的重要课题。
一、单片机系统主要干扰源及其危害 1、单片机系统主要干扰源单片机易受干扰与其结构组成有很大关系。
单片机一般由信号检测、信号处理与控制、信号驱动、系统交互以及显示五大部分组成，不仅包含了各种传感器、继电器、接触器、电磁阀，而且还有各种集成电路和多种耦合器件、执行器件、显示器件等。
这种复杂的结构导致单片机极易受到内外干扰源的干扰。
单片机系统自身运行产生的放电、高频振动等噪声和电磁波以及外部环境中的各种电磁波、信号等都会对单片机系统产生干扰。
干扰源产生的干扰主要通过耦合通道对单片机系统产生作用。
主要的耦合方式有：（1）直接耦合。
直接耦合是单片机干扰最普遍的方式。
这种方式主要是干扰信号通过导线直接传到被干扰线路中而对单片机的电路产生干扰。
（2）公共阻抗耦合。
这种耦合方式发生的条件是一个电源电路对几个电路供电时，当电源不是理性的内阻抗为零的电压时，则起内阻抗就成为几个电路的公共阻抗。
只要其中某一电路发生变化，便会使其他供电电压发生变化。
（3）电容耦合。
又称静电耦合或是电场耦合。
主要是电位变化在干扰源和干扰对象之间产生的静电感应。
（4）电磁感应耦合。
磁场存在于任何载流导体周围，若是交变磁场，则会对周围的闭合电路产生感应电势。
在设备圈内部如果线圈或变压器漏磁则会产生很大干扰，在设备圈外，当三根导线在长区间架设时也会产生干扰。
（5）辐射耦合。
电流流经导体会在导体周围产生电力线和磁力线，并发生高频变化，从而形成在空间传播的电磁波。
电磁干扰是种无规则的干扰方式，很容是通过电源线传到单片机系统中。
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1、数字电路、单片机的抗干扰设计在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。
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。
抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。
（类似于传染病的预防）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。
减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。
减小干扰源的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。
抑制干扰源的常用措施如下：（1）继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。
仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。
（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～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的影响。
注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，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，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的）。
按干扰的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，有时也可加隔离光耦来解决。
电源噪声的危害最大，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的干扰。
一般的解决方法是增加干扰源与敏感器件的距离，用地线把它们隔离和在敏感器件上加蔽罩。
2 切断干扰传播路径的常用措施如下：（1）充分考虑电源对单片机的影响。
电源做得好，整个电路的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的干扰。
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）如果单片机的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）。
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。
此措施可解决许多疑难问题。
（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，厂家分配A/D、D/A芯片引脚排列时已考虑此要求。
（6）单片机和大功率器件的地线要单独接地，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，可显著提高电路的抗干扰性能。
3 提高敏感器件的抗干扰性能提高敏感器件的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的拾取，以及从不正常状态尽快恢复的方法。
提高敏感器件抗干扰性能的常用措施如下：（1）布线时尽量减少回路环的面积，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，更重要的是降低耦合噪声。
（3）对于单片机闲置的I/O口，不要悬空，要接地或接电源。
其它IC的闲置端在不改变系统逻辑的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，X25043，X25045等，可大幅度提高整个电路的抗干扰性能。
（5）在速度能满足要求的前提下，尽量降低单片机的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。
我先说说我在这方面的经验:软件方面：1、我习惯于将不用的代码空间全清成“0”，因为这等效于NOP，可在程序跑飞时归位；2、在跳转指令前加几个NOP，目的同1；3、在无硬件WatchDog时可采用软件模拟WatchDog，以监测程序的运行；4、涉及处理外部器件参数调整或设置时，为防止外部器件因受干扰而出错可定时将参数重新发送一遍，这样可使外部器件尽快恢复正确；5、通讯中的抗干扰，可加数据校验位，可采取3取2或5取3策略；6、在有通讯线时，如I^2C、三线制等，实际中我们发现将Data线、CLK线、INH线常态置为高，其抗干扰效果要好过置为低。
硬件方面：1、地线、电源线的部线肯定重要了！2、线路的去偶；3、数、模地的分开；4、每个数字元件在地与电源之间都要104电容；5、在有继电器的应用场合，尤其是大电流时，防继电器触点火花对电路的干扰，可在继电器线圈间并一104和二极管，在触点和常开端间接472电容，效果不错！6、为防I/O口的串扰，可将I/O口隔离，方法有二极管隔离、门电路隔离、光偶隔离、电磁隔离等；7、当然多层板的抗干扰肯定好过单面板，但成本却高了几倍。
8、选择一个抗干扰能力强的器件比之任何方法都有效，我想这点应该最重要。
因为器件天生的不足是很难用外部方法去弥补的，但往往抗干扰能力强的就贵些，抗干扰能力差的就便宜，正如台湾的东东便宜但性能却大打折扣一样！主要看各位的应用场合.印制电路板(PC8)是电子产品中电路元件和器件的支撑件．它提供电路元件和器件之间的电气连接。
随着电于技术的飞速发展，PGB的密度越来越高。
PCB设计的好坏对抗干扰能力影响很大．因此，在进行PCB设计时．必须遵守PCB设计的一般原则，并应符合抗干扰设计的要求。
2、工业微控单片机软件抗干扰技术1前言工业现场各种动力设备不断地启停，现场环境恶劣，电磁干扰严重。
工业控制环境中微控制机的抗电磁干扰能力是其能否正常运行的关键。
因此，除了整个系统的结构和每个具体的微控机都需要考虑硬件的电磁兼容性能（EMC）外，还需要注重软件抗干扰措施的应用。
软件抗干扰就是CPU在软件运行过程中对自己进行监视和检测，及时诊断机器运行故障并修复错误，确保程序正确运行的编程方法。
2 控制软件的结构特点及干扰途径在不同的控制系统中，软件虽然完成的功能不同，但就其结构来说，一般具有如下特点：（1）实时响应：及时处理控制系统中的随机发生事件。
（2）周期运行：软件在初始化完成后，随之进入主程序循环运行。
（3）中断响应优先级判断：优先响应高优先级中断请求。
（4）中断嵌套：低优先级中断执行过程中，可以优先执行更高级的中断请求。
（5）模块化关联：软件由多个任务模块组成，各模块相互关联，相互依存。
（6）可操控性：允许操作人员干预系统的运行，调整系统的工作参数。
在工业现场环境的干扰下，工控软件可能受到破坏，程序无法正常执行，导致工业控制系统的失控，其表现是：（1）干扰叠加在模拟量信号上，导致模拟量数据采集误差加大或超出量程。
（2）由于干扰导致主频晶振频率的偏离和不稳定，从而导致定时器/计数器的中断频率变化，引起记数的错误、时钟异常。
（3）通讯时序的异常或干扰信号的叠加，都会引起通讯的不正常。
（4）程序计数器PC值改变：被干扰后的PC值是随机的，因此引起程序执行混乱；输入/输出接口状态受到干扰，造成控制状态混乱，系统发生“死锁”；RAM数据区受到干扰，导致的RAM区数据的改变或丢失。
3 软件运行过程中的自监视法一般的CPU内部都具有看门狗定时器，利用定时中断来监视程序运行状态。
看门狗定时器的中断时间大于主程序正常运行一个循环的时间，在主程序循环中执行一次看门狗定时器常数刷新操作。
因此，只要程序正常运行，看门狗定时器不会出现定时中断。
而当程序运行失常，不能及时刷新看门狗定时器时间常数时，就会导致定时中断。
在看门狗定时中断服务程序中将程序系统软复位，从而防止程序跑飞。
以TOSHIBA公司TMP846应用系统软件抗干扰为例，具体做法是：（1）为保证主频频率的稳定，采用晶体振荡器作为CPU基准定时器的外部时钟输入；（2）看门狗定时器的定时值为121ms,大于主程序的正常循环时间；（3）在主程序中，每循环一次，对看门狗定时器的定时常数进行刷新；（4）在主控程序开始处，对硬件复位还是定时中断产生的自动恢复进行分类判断处理。
上述软件程序（主程序）示例如下：AC_MAIN SECTION CODE ABS = 0C000HSTART: LD SP,023FHCMP (TEST3),0AAH ;判断是否硬件复位JR EQ,STARTA.STARTA: LD (P0CR),03FH ;P0口控制状态寄存器设置.LD (WDTCR2),04EHLD (WDTCR1),00001111B ;看门狗定时器复位时间121.072MS.LDW (TREG2L),07CCH ;07D0H ;记数定时器中断时间设置 2MSLD (TC2CR),00101100B;.EI ;中断启动JP LOOPLOOP: CLR TESTDATA ;清零主程序检测对.JP LOOP3.1监测程序计数器PC值计算机正常运行，其PC值一定在程序区内。
在一个经常要产生外部中断的某个中断服务程序中，读取转入该中断时压入堆栈的断点地址。
如果该地址在程序区内，则认为PC值正常，否则一定是程序跑飞了。
此时，程序跳转到机器的重启动入口或者复位入口，机器重新启动。
程序示例如下：;中断服务程序INTTC2: LDW (TREG2L),07CCH ;2MS定时器LD RBS,02HLDW AB,SPCMP AB,0FFE2JR LE,INTTC21JP START ;压栈地址超出范围，转到复位入口INTTC21：NOP.RETI ;中断返回3.2主循环程序和中断服务程序相互监视主循环程序和中断服务程序以及中断服务程序之间多设计几个监视对，相互监视，增加程序的抗干扰性能。
每个监视对要定义一个RAM单元，通过对其计数/清零的方法表达相互监视信息。
例如，假设主循环程序循环一次最长时间为80 ms，定时中断时间常数为10 ms，当该定时中断监视主循环程序运行时，可以每次10 ms中断对该RAM单元加１计数，而主循环程序每循环一次对该RAM单元清零。