嵌入式系统抗干扰及错误控制技术应用

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关于单片机在嵌入式系统应用中抗干扰措施分析

关于单片机在嵌入式系统应用中抗干扰措施分析
2 . 1 电源 干 扰
然后 ,再对感应体进行接地处理 ,操作 时候 也要特别注意 ,不 能将 其混淆成接地环路 ,对于消除静 电干扰这是最为直接有效 的方法 。 最后 ,将强 电流负载 电路和计算机弱 电流 电路进行接地时 ,一定要 把它们的接地点分清 ,不 能混淆 ,同时采用粗铜线把地线和箱底地

3 . 3输入输 出抗干扰措施 想要对可能进入主机系统进行有效地干扰 ,在输入输 出信号上 可 以做一些改进 ,比如加上 电藕合器来对信号进行隔离 ,这样 的话 就可 以把主机部和前 向、后向通道和与其余部分之 间的电路关系有 效切断 。利用单片机来进 行长线 的信 号传输 时,一定 要记得使用双 绞线 ,因为使用双绞线可 以对系统 的抗 噪声 能力进行有效 的提 高, 同时要注意 的是 ,针对传输路线一定要做到 匹配 阻抗 ,也就是要给 传输线的始端配置 串联 电阻,末端配置 并联 电阻,这样才是科学有 效 的匹配 ,才更加有利于系统的抗干 扰能力 的提高 。 3 . 4采用看 门狗技术 利用好看 门狗技术 ,可 以有 效避 免程序在进行运 行时出现死循 环的情况 。看 门狗技术分为两种 :一种是硬件看 门狗 ,一种是软件 看 门狗 。硬 件 看 门狗 主 要 是 借 助 定 时 器 , 当主 程 序 进 行 运 行 时 ,在 所定时间到达之前对定时器进 行复位 处理, 一旦有死循环现象 出现 , 即使是在所定时 间之后 ,同样会对 定时器进 行复位 ,这样就对程序 的运行进行 了强而有力 的监控 。软件看 门狗有着和上 述相似 的工作 原理 ,它在程序存储器拥 有的空余地址 里填 充满 统一 的跳转指令 , 当死循环现象出现 ,程序指针就会转 向这些地址 ,这些程序就被强 制跳转到程序的开始处 ,也可 以是其他 完成程序跳转 的地址 ,这样 就使程序和死循环发生分 离。这就是经 常说 的软件 陷阱,它具有非 常 明显的效果,所 以在实际中广泛被使用。 4结束语 通过对分析单 片机 嵌入 式系 统常 见的几种 干扰源 ,针对 不同的 干扰源我们就可 以采取不 一样 的抵抗措施 ,做 到对症 下药 诚然 , 不 同的系统 出现 的干扰情 况也 是不尽相 同的,系统在 适应 性能和精

单片机在嵌入式系统应用中的抗干扰措施

单片机在嵌入式系统应用中的抗干扰措施
用 中的抗 干扰 问题 进 行探 讨 , 给 出 了排 错 设计 、 并 容错 设 计 的一 片机 ;嵌 入 式 系统 ; 干扰 ;容 错 ;可靠性 单 抗
中 图 分 类 号 : P 6 . T 382 文献 标识 码 : A
Ant — i t r e e c e s e o h p i a i n o i. n e f r n e M a ur s f r t e Ap l to f - c M i r c n r le s i c o o t o l r n Em b d e y t m s e d d S se
Ab tac :n te a p ia in o c c n rle si mb d e y t ms,t e a t — itree c e fr a c fmi sr t I h p lc t fmir o t lr n e e d d s se o o o h n i n e r n e p rom n e o — f c c n r l r sali o tn n e o he s se rla ii o r o tol si l mp ra ti d x frt y tm eib lt e y,t u e d sg o n i— i tree c s e s nil h s t e in fra t h ne fr n e i s e ta o e e rh a e eo me to c o o t lr y t m Ac o d n o w r i g e p in e,t e a t os ds frte r sa c d d v l p n fmirc n rle ss se . c r i g t o k n x re c h n o e h u r i— h C S h n — it dee c s u n t e a p iai n o c c n rle i m b d d sse d p o i e s me U S te a d ne r n e is e i h p lc t fmir o t lm n e e de y tm a r vd o s o o o s n me s r sf rte d i fa misb e er ra d ei n tv Fo . a ue e g o d si l ro o h s n n lmi aie e rr K e r s: irc n r l r Emb d e y tm ;Ant i tre n e; mi il ro ; Reib l y y wo d M c o t l ; o o e e d d s se i— ne r c Ad s be e rr fe la ii t

机电一体化技术课后习题及答案

机电一体化技术课后习题及答案

机电一体化技术课后习题及答案(孙卫青版第二版)1- 1 、试说机电一体化的含义答:机电一体化是在机械主功能、动力功能、信息功能和控制功能上引进微电子技术,并将机械装置与电子装置用相关软件有机结合而构成系统的总称。

1- 2 、机电一体化的主要组成、作用及其特点是什么答:主要由机械本体、动力系统、传感与检测系统、信息处理及控制系统和执行装置等组成。

机械本体用于支撑和连接其他要素,并把这些要素合理的结合起来,形成有机的整体。

动力系统为机电一体化产品提供能量和动力功能,驱动执行机构工作以完成预定的主功能。

传感与检测系统将机电一体化产品在运行过程中所需要的自身和外界环境的各种参数及状态转换成可以测定的物理量,同时利用检测系统的功能对这些物理量进行测定,为机电一体化产品提供运行控制所需的各种信息。

执行装置在控制信息的作用下完成要求的动作,实现产品的主功能。

1- 3 、工业三大要素是什么?答:物质、能量和信息。

1- 4 、传统机电产品与机电一体化产品主要区别是什么?答:传统的机电产品机械与电子系统相对独立,可以分别工作。

机电一体化产品是机械系统和微电子系统的有机结合,从而赋予其新的功能和性能的一种新产品,产品功能是由所有功能单元共同作用的结果。

1- 6 、应用机电一体化技术的突出特点是什么?答:①精度提高;②生产能力和工作质量提高;③使用安全性和可靠性提高;④调解和维护方便,使用性能改善;⑤具有复合功能,适用面广;⑥改善劳动条件,有利于自动化生产;⑦节约能源,减少耗材;⑧增强柔性。

1- 7 、机电一体化的主要支撑技术有哪些,它们的作用如何?答:1、传感测试技术,在机电一体化产品中,工作过程的各种参数、工作状态以及工作过程有关的相关信息都要通过传感器进行接收,并通过相应的信号检测装置进行测量,然后送入信息处理装置以及反馈给控制装置,以实现产品工作过程的自动控制。

2、信息处理技术,在机电一体化产品工作过程中,参与工作过程各种参数和状态以及自动控制有关的信息输入、识别、变换、运算、存储、输出和决策分析。

嵌入式系统硬件抗干扰分析和解决方法

嵌入式系统硬件抗干扰分析和解决方法

模拟地和数字地的认识模拟地和数字地的认识在电子系统设计中,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。

嵌入式计算机系统抗干扰技术初探

嵌入式计算机系统抗干扰技术初探
输线 引入 干 扰 、 制 状 态 正 确 识 别 、 据 采集 误 控 数 差 消除 、 序运 行 失 常 等 所 采 取 的硬 件 、 件 抗 程 软 干扰措 施进 行 初步 探讨 。
() a 为系统 设 备 和其 它设 备 分 别接 地 的方 式 , 这
种 接地 的方 式 效 果 最 好 。如 果 做 不 到 每 个设 备
wa i c s e . M a y i tg a e a u e h u d b a e a d r n o t r e i n t s u et e s s e i o — sds u s d n n e r t d me s r s s o l et k n i h r wa e a d s fwa e d s g O a s r h y t m n n r n
mig Th r b e t a r v s tjm mig a ii yt eu eo / 0 o u e si e t n o to y tm n. ep o lm h ti mp o e n i a - n bl yb h s fPC 1 4c mp tri misl ts dc n r l se t n e a s
嵌 入式计算机 系统抗干扰技术初探
黄 家彬
( 二 炮兵工程学院 , 安 第 西 70 2 ) 1 0 5
摘 要 : 入 式 计 算 机 系 统 应 用 越 来 越 广 泛 , 否 解 决 其 抗 干 扰 能 力 成 为 系 统 成 功 的 重 要 环 节 。文 中 就 P / 嵌 能 C 1 4 入 式 计 算 机 在 导 弹 测 试 控 制 系统 应 用 中如 何 实 现 和 提 高 整 体 抗 干 扰 能 力 问 题 进 行 初 步 探 讨 , 系 统 硬 0嵌 在

《嵌入式系统导论》考试课复习资料

《嵌入式系统导论》考试课复习资料

《嵌入式系统导论》考试课复习资料一、选择题1.操作系统内核是指()A.操作系统的调度部分B.操作系统的驱动C.操作系统的存储管理D.操作系统的核心部分4. SoC形成或产生的过程不包括以下哪个方面()A. 单片集成系统的软硬件协同设计和验证,以实现系统功能为主要目的B. 逻辑面积计数的使用和产能占有比例的有效提高,即开发和研究IP核生成及复用技术C. 系统软件的建模与开发,即对IP核的配套D. 超深亚微米(VDSM),纳米集成电路的设计理论和计数,即与底层技术的结合5. VxWorks 操作系统是WindRiver公司推出的一种32位嵌入式实时操作系统,下面不是它优点的是()A. VxWorks源码开源,用户的开发成本低。

B.简洁、紧凑、高效的内核。

C.支持多任务,实时性强。

D.较好的兼容性和对多种硬件环境的支持。

6.下面是PowerPC架构嵌入式微处理器的不是主要特点是()A.独特的分支出来单元可以让指令预期效率大大提高。

B.超标量的设计。

C.适合大量向量运算,指针现行寻址的智能化算法。

D.可处理“字节非对齐”的数据存储。

7. 下列选项中,不是实时操作系统必须满足的条件是()A.具有可抢占的内核B.中断可嵌套C.任务调度的公平性D.具有优先级翻转保护8. BSP作为一种嵌入式软件,他的主要特点是()A:与硬件无关,与操作系统有关B:与硬件和操作系统都相关C:与硬件有关,与操作系统无关D:与操作系统和硬件都无关问答题1.什么叫嵌入式系统?2.画出嵌入式系统软件的层次结构。

3.画出嵌入式系统的结构6.根据你的理解,简述硬件设计的过程和软件设计的过程。

7.在嵌入式系统实现阶段,需要选择开发平台,通常开发平台的选择包括哪些内容?9.嵌入式系统产品开发中和完成开发后,为什么要进行测试?嵌入式系统的测试主要包括哪些内容?有哪些测试方法?一、选择题5.VHDL是()A.硬件描述语言B.软件描述语言C.构件描述语言D.软件开发工具8.将系统启动代码读入内存是()的主要职责A.内存管理;B. VFS;C.Boot Loader; D:虚拟内存9. CAN总线是指()A.控制器局域网B.网络传输协议C.数据标准D.软硬件接口10.属于LCD三种显示方式的是()A.投射型、反射型、透射型B.投射型、透反射型、透射型C.反射型、透射型、透反射型D.投射型、反射型、透反射型二、填空题2.ARM7TDMI与ARM720T的一个重要区别在于后者有______、______。

嵌入式系统硬件抗干扰技术研究

嵌入式系统硬件抗干扰技术研究
部中断接高电平; 未用的运放同相输入端接 地, 反相输人端接输出 端等。 2.3 抑制空间电 磁场干 扰设计 高频电源、交流电源、强电设备、电弧 产生的电火花, 甚至雷电, 都能产生电磁波, 成 为电 磁干扰的 源。对此可 噪声 采取屏蔽 措施, 用金属外壳将器件包围 起来, 再将金属外壳接 地, 这对屏蔽各种电磁感应引起的干扰非常有 效。
4元 器件提 可靠性的 和方法 高 措施
构成系 统电 路的基本单 元是元器件, 选择 质量好合适的元器件是抑制千扰的基本保证。 4. 1 微处理器的 选择 目 为了 前, 提高硬件系 统自 身的可靠性, 各 制造商在单片机设计上采取了 一系列措施: ( 1 ) 降低外时钟频率,) 低噪声系 (2 列单片 (3 机; ) 时钟监测电 路、“ 狗”技术与低电 位。 看门 压复 (4 EFT 整形技术等。而且各种先进技术还在 ) 不断地发展和应用之中。因此, 要选用抗干扰 能力 较强, 有看门狗的微处理器。
2 硬件电路可靠性和抗干扰性设计 通常来自 供电系 信号传输通道的干扰 统和
是影响整个系统可靠性的主要因素, 因此硬件 抗干扰设计应将重点放在这里。硬件抗干扰 设计得好可将绝大部分干扰拒之门外, 使系统
的稳定 幅度提高. 性大
2. 1 供电系统抗干扰设计 电源在向系 统供电 也将其噪声祸合到 时, 系统电源上, 电源祸合的干扰对电路的影响非 常大, 统提供优质 给系 稳定的电源是保证系统 可靠性能的关键之一。为防止从电源系统引 入干扰, 可用隔离变压器接入电网, 防止电网 干扰侵入微机系统, 同时可作各种滤波器滤 波。 2.2 信号传输通道抗千扰设计 信号传 输通道包 统的前向 括系 通道和后向 通道, 对信号传输通道的可靠性设计可从以下 几个方面着手: ( 1 ) 利用光电祸合器及滤波器 对输入、 信号采用光电 输出 隔离措施, 可 将微处理器与前向通道、后向通道及其他部

嵌入式软PLC技术的研究与实现

嵌入式软PLC技术的研究与实现

嵌入式软PLC技术的研究与实现一、本文概述随着工业自动化的快速发展,可编程逻辑控制器(PLC)作为工业自动化控制系统的核心设备,已经广泛应用于各种工业领域。

然而,传统的PLC设备大多采用专用的硬件平台和软件系统,这限制了其灵活性和可扩展性。

为了克服这些限制,嵌入式软PLC技术应运而生。

本文旨在探讨嵌入式软PLC技术的研究与实现,分析其关键技术、系统架构以及实际应用价值,为工业自动化控制系统的发展提供新的思路和方案。

本文将详细介绍嵌入式软PLC技术的基本概念和特点,阐述其与传统PLC相比的优势和局限性。

然后,通过对嵌入式软PLC技术的关键技术进行深入分析,包括嵌入式操作系统、实时多任务处理、网络通信、编程语言和算法等,揭示其实现原理和技术难点。

接下来,本文将探讨嵌入式软PLC技术的系统架构设计方案,包括硬件平台选择、软件系统设计、功能模块划分等,以及如何实现系统的稳定性、可靠性和实时性。

还将介绍嵌入式软PLC技术的实际应用案例,分析其在实际工业环境中的运行效果和应用前景。

本文将对嵌入式软PLC技术的研究与实现进行总结,展望其未来的发展方向和趋势,为工业自动化控制系统的发展提供有益的参考和借鉴。

通过本文的研究,旨在推动嵌入式软PLC技术的进一步发展和应用,为工业自动化控制系统的升级和改造提供新的思路和方案。

二、嵌入式软PLC技术概述嵌入式软PLC技术,作为一种新兴的工业自动化控制技术,近年来在工业界和学术界都引起了广泛的关注。

它结合了嵌入式系统的特点与可编程逻辑控制器(PLC)的功能,使得传统的硬件PLC的功能可以在软件环境中实现,从而大大提高了系统的灵活性和可定制性。

嵌入式软PLC技术的核心在于将PLC的控制逻辑从专用的硬件平台转移到通用的嵌入式软件平台上。

通过嵌入式操作系统和高级编程语言,用户可以自定义PLC的控制逻辑,实现个性化的控制需求。

嵌入式软PLC技术还充分利用了嵌入式系统的硬件资源,如处理器、内存、I/O接口等,使得PLC的控制功能更加强大和高效。

嵌入式系统软件抗干扰技术

嵌入式系统软件抗干扰技术
单片机系统发展的必经阶段. 软件抗干扰的设置前提条件概括为以下三个方面…. () 1 在干扰作用下 , 微机系统硬件部分不会受到任何损坏 , 或易损坏部分设 置有监测状态可供查询. () 2 程序区不会受干扰侵害. 系统的程序及重要常数不会 因干扰侵入而变化. ( ) A 区中的重要数据不被破坏 , 3R M 或虽被破坏但可以重新建立.
关键词 : 嵌入 式系统 ; 软件 ; 抗干扰 ; 自诊断 中图分类号 :F 1 .6 T 3 15 文献标识码 : A 文 章编号 :6 3—12 20 0 0 4 0 17 6 X(0 6)4— 0 6— 4
计算机技术发展到今天 , 产生了两大分支 : 一类是满足高速计算 的通用计算 机系统 , 另一类是面向工
结果. 在工程应用程序设计中 , 采用汇编语 言要 比高级语 言更具有实时 眭. () 3 足够 的时序裕度. 时序是程序设计中必须考虑的问题 .
2 软件抗 干扰 的特点和前提条件
由于软件抗 干扰 的特殊性 , 嵌入式系统 的软件抗干扰技术与硬件抗干扰技术有着很大的不 同, 其特点 主要表现在 以下几个方面.
软件的可靠性 , 减少软件错误的发生 , 并且在发生软件错误的情况下仍能使系统恢复正常运行.
1 嵌 入式 系统软件 的基本 要求
软件的可靠性问题常常容易被人们忽视 , 但随着嵌入式测控系统越来越复杂 , 工作环境干扰越来越严 重, 软件可靠性问题逐渐为人们所重视. 软件的可靠性问题虽然和硬件 的可靠性 问题不尽相 同, 在基 于单
() 1 软件抗干扰的两个作用. 在两种情况下需要应用软件抗 干扰 : 一种情况是 为了提高 系统 的效能 、
: 省硬件 , 用软件的功能去代替硬件 ; 另一种情况是用软件 去解决硬件解决不 了的问题.

计算机科学导论课本答案(完整版)

计算机科学导论课本答案(完整版)

第1章概述习题(答案)一.选择题1. D2. B3. CD4. C5. ABC6. A7. B8. B9. ABCD 10. ABCDE二.简答题1.什么是计算机系统?计算机系统是一种能够按照事先存储的程序,自动、高速地对数据进行输入、处理、输出和存储的系统,由计算机硬件系统和计算机软件系统两大部分组成。

2.请解释冯•诺依曼所提出的“存储程序”概念。

把程序和数据都以二进制的形式统一存放在存储器中,由机器自动执行。

不同的程序解决不同的问题,实现了计算机通用计算的功能。

3.控制器的主要功能是什么?控制器基本功能就是从内存中取出指令和执行指令,即控制器按程序计数器指出的指令地址从内存中取出该指令进行译码,然后根据该指令功能向有关部件发出控制命令,执行该指令。

另外,控制器在工作过程中,还要接受各部件反馈回来的信息。

4.简述CPU和主机的概念。

通常把运算器、控制器做在一个大规模集成电路块上称为中央处理器,又称CPU(Central Processing Unit)。

通常把内存储器、运算器和控制器合称为计算机主机,也可以说主机是由CPU与内存储器组成的,而主机以外的装置称为外部设备,外部设备包括输入/输出设备,外存储器等。

5.什么是计算机软件?计算机软件的分类有哪些?软件是指用来指挥计算机运行的各种程序的总和以及开发、使用和维护这些程序所需的技术文档。

计算机软件系统分为系统软件和应用软件。

计算机系统软件由操作系统、语言处理系统、以及各种软件工具等组成,指挥、控制计算机硬件系统按照预定的程序运行、工作,从而达到预定的目标。

应用软件是用户利用计算机软、硬件资源为解决各类应用问题而编写的软件,包括用户程序及其说明性文件资料。

6.计算机有哪些主要的特点?(1)运算速度快、精度高计算机的字长越长,其精度越高,现在世界上最快的计算机每秒可以运算几十万亿次以上。

一般计算机可以有十几位甚至几十位(二进制)有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。

单片机在嵌入式系统应用中的抗干扰技术

单片机在嵌入式系统应用中的抗干扰技术

Vo1 0, 6 . No. 2 No , 00 v. 2 7
单片机在嵌 入式 系统应用 中的 院 机 电 工 程 学 院 ,浙 江 台卅I 1 0 0 . 江 临海 海 宏 集 团 ,浙 江 台 卅 3 7 0 ) 1台卅 职 3 8 0 ;2浙 I 10 0
源 干 扰造 成 单 片机 程 序失 控 的可 能性 减 小 。压敏 电压 的
计 算公 式 为 : I V MA= . x 2 V ( ~: 流 电压 有效 值 ) 163x ~V 交 5 ( )滤 波 器抑 制 高频 干 扰 。市 电 中含 有 多种 高 次谐 2
可靠性 、 安全 性就 成为 了一 个 大 问题 。 实验 室运 行正 常 在 的程序 到 了工业 现 场却 不能 运行 ,或者 出现运 行 不稳 定
经 常死 机等 。单 片机 应用 系 统 的抗 干扰 设 计是 系 统设 计
的重要 内容 之一 。抗 干扰 性 能 的好 坏将 决定 系 统 能否 在 复杂 的电磁 环境 下稳 定 可靠 地 工作 ,从 而决 定 了系统 的 实际使 用价 值 。 别是 在各 种 实时控 制 的远 距 离系 统 中 , 特 由于现 场环 境恶 劣 。 扰 因素较 多 . 干 系统 不 可避 免地 要 受 到其他 电磁 设备 的干 扰 ,若 仅按 常规 设 计 就很 难保 证 系 统 的正 常运 行 。 因此 . 干扰 问题 是设 计者 必须 充 分考 虑 抗 和解 决 的 , 面从 硬 件 和软件 两 个方 面谈 谈抗 干 扰设 计 。 下
摘 要 :嵌 入 式 系统 中, 干扰 性 能是 系统 可靠 性 的重要 指 标 ,结 合 自身的 实践 ,介 绍 电源 、 空间 电磁 、信 号 抗 传 输 通道 、 印制板 等 方 面抗 干扰 的几 种行 之 有 效 的办 法 。同 时提 出正 确 选择 元 器件 的 重要 性 ,探 讨

GPSMIMU嵌入式组合导航关键技术研究

GPSMIMU嵌入式组合导航关键技术研究

GPSMIMU嵌入式组合导航关键技术研究一、本文概述随着科技的快速发展,导航系统已经成为现代社会不可或缺的一部分,无论是在民用领域还是军事领域,其重要性都不言而喻。

而GPS/MIMU嵌入式组合导航技术,作为现代导航技术的重要组成部分,其研究与应用具有重大的理论和实际意义。

本文旨在对GPS/MIMU嵌入式组合导航的关键技术进行深入的研究和探讨,以期为该领域的发展做出一定的贡献。

本文首先介绍了GPS/MIMU嵌入式组合导航技术的基本原理和优势,阐述了其在导航领域的重要性和应用价值。

然后,重点分析了GPS/MIMU嵌入式组合导航中的关键技术,包括GPS和MIMU的数据融合算法、误差补偿技术、以及嵌入式系统的设计与实现等。

通过对这些关键技术的深入研究,本文提出了一些新的思路和方法,旨在提高导航系统的精度和稳定性。

接下来,本文还介绍了实验设计与实施过程,通过实际的数据采集和处理,验证了所提方法和思路的有效性和可行性。

实验结果表明,本文所研究的GPS/MIMU嵌入式组合导航关键技术能够显著提高导航系统的性能,具有重要的实用价值。

本文总结了研究成果,并对未来的研究方向进行了展望。

本文认为,随着技术的不断进步和应用需求的不断提高,GPS/MIMU嵌入式组合导航技术将会有更广阔的发展空间和应用前景。

因此,后续研究应继续深入探索和优化相关技术,以满足日益增长的导航需求。

二、GPS/MIMU组合导航系统基本原理GPS/MIMU组合导航系统是一种融合全球定位系统(GPS)和微型惯性测量单元(MIMU)信息的导航技术。

其基本原理在于利用GPS提供的高精度绝对位置信息,与MIMU提供的连续、独立的姿态和速度信息进行组合,以克服各自系统的局限性,提高导航精度和可靠性。

GPS系统基于地球表面的卫星信号,通过三角测量法确定接收机的位置。

然而,GPS信号易受到天气、建筑物遮挡、多路径效应等因素的影响,导致信号丢失或精度下降。

相比之下,MIMU利用陀螺仪和加速度计测量载体在三维空间的角速度和加速度,通过积分运算得到载体的姿态、速度和位置信息。

单片机嵌入式系统的抗干扰技术

单片机嵌入式系统的抗干扰技术

C ia N w T c n lge n rd cs h n e e h oo isa d P o u t
Hale Waihona Puke 高 新 技 术 单片机嵌入式系统的抗 干扰技术
郝 树 虹 盛 春 玲 李 秋 菊 胡 滨
(、 1 莱铜 自动 化部 , 东 菜芜 2 10 2 莱钢 炼钢 厂 , 东 莱芜 2 1 0 ) 山 7 14 、 山 7 14 摘 要 : 干扰技 术是单 片机 应 用 系统设 计过 程 中的 重要 环节 , 文从硬 件 和软 件 方面探 讨 了单 片机抗 干扰 的一 些方 法措施 , 效 抗 本 有 提 高单 片机 嵌入 式 系统运 行 的可 靠性 。 关键 词 : 片机 ; 单 嵌入 式 系统 ; 干扰 抗 1 片机嵌入式系统及其干扰形式 单 和抗 干扰 的独特 性能。 作至关重要的指令之前也可插入几条空操作指 嵌入式系统 一般 定义为: 以应用为 中心 , 以 光 魁器件 令, 以确保这些指令的正确执行。 计算机技术为基础 , 软件硬件可裁剪 , 应用 适合 3 l 2软件陷阱技术 系统对功能 、 可靠性 、 、 、 成本 体积 功耗严格 要求 当跑 飞 的程序 落在非程序 区 ( E R M 如 PO 的专用计算机 系统 。 简而 言之 , 可用“ 一言” 义: 定 未使用 的空间或某些数据表格 区)则采用软件 , 嵌 埋在应 用系统或设备之 中,不为用户所见 的 陷阱使程序恢复正常。 所谓软件陷阱 , 就是在非 专用计算机 系统 。 图 1光电隔 离示意图 程序 区设置一些拦截 程序 , 将失控 的程 序引至 工业现场环境 中的干扰一般 以脉 冲形式 进 电磁隔离 。 利用隔离变压器来切断环流 , 如 复位 人 口地址 00H或 处理错 误程 序 的入 口 00 入 系统 , 干扰形式主要有三种 : ~是空 间干扰 磁 图 2 所示 。电路 1 的输 出经过 变压器耦合到 电 地址 E R 在此处利用 LM R, J P指令 , 序走人 使程 场干扰) , 信号通过空 间辐射进入 系统 ; 是 路 从而地 环路被 切断 , 电路 各 自的地 电位 正轨 。 电磁 二 两 过程通道干扰 , 干扰通过 与系统相连 的前 向通 基准不受影响 , 不会造成 干扰 。 3 - 3软件看 门狗 电路 道 、 向通道及与其它 系统 的相连通道进入 ; 后 三 程序运行过程 中. 时受到某种干扰 的影 有 隔 离受 蓬器 是供 电系统 干扰 ,电磁信 号通 过供电线路进入 响会 现死循环现象 , 门狗 的作用就是 防止 看 系统 , 是危害最 严重 、 最广泛 的一 种于扰 。当干 程 序发生死 循环。 5单片机中有两个定时器 , 在 1 扰侵入单片机系统后 , 会造成控制状 态失灵 , 数 可以用这两个定时器来对 主程序 的运行进 行监 据采集误差加大 , 数据发生变化 , 运行失常 程序 控。对 T 设定一定 的定 时时间 , O 当产生定 时中 等不 良 果。 后 针对 以上问题 , 本文分别从硬件和 断时对一个变量进行赋值 ,而这个变量在 主程 软件两个方面来探讨一些 提高单片机嵌入式系 图 2 变压 器 隔 离示 意 图 序运行的开始 已经有 了一个初值 , 要设定 的定 统抗 干扰能力 的方法 。 2 - 3屏蔽技术 时值要 小于主程序 的运行时 间。这样在主程序 2硬件抗干扰措施 将单 片机 嵌入式 系统置 于金 属箱 体 中, 利 的尾 部对变量的值进行判断 ,如果值发生 了预 2 . 1电源干扰控制 用金 属对电磁的屏蔽性来削弱或 消除外 部进入 期 的变化 , 就说 明 T 0中断 正常 , 如果没 有发生 电源是对 单 片机 系统 干扰 的一个 主要 来 箱 内的电场和磁场 。信号线和 电源线严 格地分 变化 则使程 序复位 。 1 T 用来 监控主程序的运行 , 源。 电源在提供能源 的同时 , 直接将噪声加在单 开 , 不得同时穿人 同一个金属盒或金属 管中。 由 给 T 设 定一定 的定时时 间, l 在主程序 中对其进 片机 系统上 。 中断线 、 复位线和其它一些控制线 于 电场或磁场都与测点到干扰源的距离成反 比, 行复位 , 如果 不能在一定的时间里对其进行复 最容易受到外界噪声的干扰。 因此, 把信号线安排 到距离 电源线远 的地方也 是 位 ,1 T 的定时 中断就 会使单片机 复位 。在这里 电源变压器采用双隔离 ,即电源变 压器 的 种有效措施 。 T 的定时 时间要设的大于 主程序 的运行时间 , 1 初、 次级线圈屏蔽层与初级线 圈中心点接大地 , 2 - 4硬件看 门狗 ( t dg技术 Wa ho) c 给主程序 留有一定的裕量 。而 T 的中断正常与 l 次级外屏蔽 层接抑 制板 地 ,以减少高低频脉 冲 M X 1L A 83 是一 款带看 门狗 和 电源监 控功 否再 由 _】 r 定时 中断子程序来监视。 O ( T 监视 T , 1 干扰 , 提高高频共模抗 干扰能力 。 能复位芯片 , 的复位信号 为高电平 , 于 T 监视主程 序 , 序又来监视 T , 提供 适用 1 主程 O从而保证 用压敏电阻抑制尖 峰 、 。 浪涌 压敏 电阻两端 复位信号为高电平 的单片机 系统 。 A 8 M X L的 系统的稳定运行。 1 3 的电压如超过其 限定值 , 电流会迅速 增大 , 呈短 溢出时 间为 1 秒 , . 6 当系统 出现 死机 时 , 片机 单 3 A数字滤波技术 路状态。 利用这一特 点可以吸收瞬时尖峰 、 浪涌 就会停止 向看 门狗发送脉 冲 , 超过 1 秒 , 门 . 看 6 为了消除实时数 据采集 系统通道中的干扰 电 压。压敏电阻并联在 电源 的初 次级 可有效抑 狗电路就会发 出复位信号 , 系统 复位 , 将 使系统 信号 , 需对信号滤波 。所谓数字滤波 , 在单 就是 制尖峰浪涌电压。 恢复正常。 片机 中用某种计算方法对输人 的信号进行 数学 低通 滤波器 可滤去 干扰带来 的高次谐 波 , 2 . 5去耦技术 处理, 以便减 少干扰在有用信号 中的比重 , 提高 改善 电源波形 。 采用分散独立 的稳压块 , 对 分别 数字信号 电平转换在转换过程 中会产生很 信 号的真实性 。这种滤波方法不需要增加硬件 各部分电路进行供 电,可减少公共阻抗 的相互 大 的冲击电流 , 在传输线和供应 电源 内阻上 设 备 ,只需要 根据预定的滤波算法编制相应 的 并 影响 , 提高供电的可靠 陛。 产生较 大压 降 , 成严 重干扰 。为抑制 此干扰 , 程序即可达到信号滤波 的 目的,有利于 降低成 形 2 . 2隔离技术 在 电源 电路 、数字 电路 和信 号处理 电路 中适 当 本 。数字 滤波稳定性高 , 滤波参数修改方便 , 可 在接 口电路 中 , 出现 2 以上接 地时 , 配置去耦 电容 , 如果 点 即形成去耦 电路 , 这样可旁路集 以对各 种干扰信号进行滤波 。常用 的滤波方法 可能 引入共 阻耦 合干扰和地环路 电流干扰 。抑 成 电路产生 的干扰 。原则 上每个集成 电路 的电 有 : 算术平 均值滤波 、 中值滤波 、 程序判断滤 波 、 制这类 干扰 的方法 是采用隔离技术 。通常有光 源和地之 间都要加 1 个去耦 电容 。它有两个作 加权平 均值滤波 、滑动平均值滤波和复合数字 电隔离和电磁隔离 两种 。 用: 一方面是本集成 电路 的蓄 能电容 , 提供和 吸 滤波法 。 光电隔离。光 电隔离是 由光 电耦合器来实 收该集成 电路开 、 门瞬 间的充 放电能量 ; 关 另一 4结束语 现 的, 电耦合 器通过光进行 信号传 送 , 图 1 方面旁路掉该器件 的高频 噪声。数字电路 中典 光 如 在 r程实践中通常都是几种抗干扰技术并 】 _ = = = 所示 , 可以切断单片机与前 向 、 向及其 它控制 型的去耦 电容是 0 F 后 . 。 1 I x 用 , 为补 充完善来 取得较好 的抗干扰效果。 互 细 器电路的联系, 使其电路相互独立, 能有效抑制 3软件抗 干扰措施 致周到地分析干扰源 , 确定干扰 洼质 , 与软 硬件 尖峰脉冲及各种噪声干扰。光电耦合器的组成 3 . 1指令冗余技术 件抗干扰技术相结合 , 完善系统监控程序, 使系 主要包括发光 二极管 、 光敏品体管等部件。 当信 跑 飞的程序落 在用户工作 程序 R M 区 统最大限度 的避免 干扰的产生和受干扰后能使 O 号电压 U产生 电流 I ,其发光 的强弱与 u的大 内时 , 可采用 指令 冗余的方法使程序走 上正轨 。 系统 恢复正常运行 , 保证单 片机控 制系统长期 小成 正 比, 过光电耦合到光 电三极管再一 次 常用 的指令冗余 技术有 两种 : O 通 N P指令 的使 用 稳定可靠地丁作 。 变成 电流 , 大电路 输出。它在输入 、 出电 和重要指令冗余。N P 经放 输 O 指令是在双字节指令和 参 考 文献 路中另一个 主要作用是抑制地环流 ,即使在输 三字节指令之 后捅人两个单字 节 N P O 指令 , 即 f朱顺华 , 1 】 王成春 , 邹逢兴. 单片机控制 系统的硬 入端 出现 6 V的共模 电压时 , 0 对控制器也无影 使 因为“ 跑飞 ” 序落 到操作 数上 , 两个 件 抗干扰 设计 微计算机信 息,07 3 . 使程 由于 20. , 2 响。光 电耦合器 的输入 与输 }端在 电气上是绝 空操作指令 的存在 , H 不会将其 后的指令 当操作 『 刘光斌. 2 1 单片机 系统 实用抗干扰技术 [】 M. 北 缘 的, 出端对输入端无反馈 , 且输 因而具 有隔离 数执行 , 而使程序纳入正轨 。 从 在某些对 系统工 京 : 民邮 电出版社 ,0 6 人 2 0

嵌入式系统软件可靠性和抗干扰技术

嵌入式系统软件可靠性和抗干扰技术

片 例 , 各种软件 机为 对 抗干扰 进行总 技术 结。 2 指 令 冗余 设 计
处理 器指令 出操作码 和操作数弼 部分组成 区 别 操作 码和操作数 则由取指令 的顺 序决定.操 作时
序 由程 序 计 数 器 P C控 制 I。C U 取 指 令 时 先 取 操 P L l
维普资讯
电 子 产 品 可 靠 性 与 环 境 试 验
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嵌入式 系统软件可靠性和抗干扰技术
伍 伟 杰
( 广东 工 贸 职业 技 术 学 院 .广 东 广州 501) 15 0
摘 要 :针对嵌入式控制 系统在工程应用 中存在的干抗现象 比较硬件和软件抗干扰的特点 . 述了各种系 综
Ab t a t Ai d a itr rn e pe o n fe b d e o t lss m npa ta mje, sr c : me t ne ee c h nme ao m e dd c nr yt i rci lp el f o e c
t e h r ceit s o h r w r n sf r a t - ne e e c e i ae c mp r d Vaiu h c aa trs c f a d a e a d o wae n i itr rn e d sg r o ae . i t f n r s o
Ke r s:e e d ds se y wo d mb e y tm;a t i t ee c ;rd n a c ;s f r a ;f tr d ni n e rn e e u d n y ot et p i e — 可 靠 性 和 抗 干 扰设 计 可分 为
作 者 筒 介 : 伍伟 杰 ( 97 ) 男 ,广 末韶 关 人 . 广 东 2 贸职 hr 术 学 院助 教 .硕 士 ,主 要 从 事 敷 控 技 术 、 制 造 自动 化 与机 电 17一 + - r -t

嵌入式系统抗干扰技术与调试技巧

嵌入式系统抗干扰技术与调试技巧

嵌入式系统抗干扰技术与调试技巧(答案见尾页)一、选择题1. 嵌入式系统在运行过程中,可能会受到多种干扰,以下哪种干扰属于电源干扰?A. 电磁干扰B. 硬件故障C. 电源波动D. 系统死机2. 为了提高嵌入式系统的抗干扰能力,通常会采用滤波技术,以下哪种滤波方式是常用的?A. 低通滤波B. 高通滤波C. 带通滤波D. 带阻滤波3. 在嵌入式系统调试过程中,为了检查系统是否存在干扰问题,常用的方法是()。

A. 使用示波器观察信号质量B. 使用逻辑分析仪检查电路状态C. 手动检查硬件连接D. 进行软件全速运行测试4. 以下哪种抗干扰策略是针对信号传输过程中干扰的?A. 屏蔽技术B. 滤波技术C. 接地技术D. 同步技术5. 为了提高嵌入式系统的可靠性,通常会采取多种措施,以下哪种措施不是抗干扰措施?A. 代码冗余B. 提高处理器速度C. 使用看门狗复位D. 增加电源稳定性6. 在嵌入式系统设计中,为了减少外部干扰对系统的影响,通常会进行()。

A. 系统隔离B. 电源隔离C. 信号隔离D. 接地隔离7. 以下哪种方法不是常用的硬件抗干扰措施?A. 真空管B. 二极管C. 三极管D. 电阻8. 在调试嵌入式系统时,如果发现系统运行不稳定,可能的原因有()。

A. 电源不稳定B. 电磁干扰C. 硬件故障D. 软件算法缺陷9. 以下哪种调试技巧可以帮助工程师快速定位系统中的干扰问题?A. 使用示波器观察信号波形B. 使用逻辑分析仪检查信号传输状态C. 手动检查硬件连接D. 进行软件全速运行测试10. 在嵌入式系统抗干扰技术中,以下哪种说法是错误的?A. 抗干扰技术越多越好B. 抗干扰技术与系统性能往往成反比C. 抗干扰技术可以提高系统的稳定性和可靠性D. 抗干扰技术可以在一定程度上避免系统死机11. 嵌入式系统在工作中,抗干扰能力主要取决于哪个方面?A. 硬件设计B. 软件编程C. 电源质量D. 以上都是12. 以下哪种方法不是常用的抗干扰技术手段?A. 使用电源滤波器B. 屏蔽电缆接头C. 采用差分信号传输D. 提高时钟频率13. 在嵌入式系统中,通常使用哪种类型的接地方式来提高抗干扰能力?A. 单点接地B. 多点接地C. 零点接地D. 负载接地14. 以下关于定时/计数器的说法,错误的是哪一项?A. 定时/计数器可以提供精确的时间基准B. 定时/计数器的中断服务程序可以设置为高优先级C. 定时/计数器的计数模式可以是递增计数或递减计数D. 定时/计数器的初始值可以通过软件清零15. 在调试嵌入式系统时,为了模拟不同类型的干扰,通常会使用哪种设备?A. 逻辑分析仪B. 示波器C. 网络分析仪D. 调试器16. 以下关于中断屏蔽的说法,不正确的是哪一项?A. 中断屏蔽可以防止外部干扰触发中断服务B. 中断屏蔽可以通过软件或硬件实现C. 中断屏蔽需要考虑中断优先级和屏蔽时间D. 中断屏蔽总是有效17. 在嵌入式系统的电磁兼容性(EMC)测试中,通常关注哪些方面?A. 电磁干扰(EMI)的产生和控制B. 电磁敏感性(EMS)的评价C. 电磁兼容性标准的符合性D. 以上都是18. 为了提高嵌入式系统抗干扰能力,应采取哪些措施?A. 选用高质量的电子元器件B. 合理布局电路板C. 使用高效的散热方案D. 以上都是19. 在嵌入式系统软件调试过程中,发现某功能模块运行不稳定,可能的原因有哪些?A. 硬件故障B. 软件算法问题C. 干扰信号影响D. 以上都是20. 在嵌入式系统抗干扰技术的实际应用中,如何判断某种干扰是共模干扰还是差模干扰?A. 根据干扰信号的来源判断B. 根据干扰信号的大小判断C. 根据干扰信号的波形判断D. 根据干扰信号的频率判断21. 嵌入式系统中,以下哪种抗干扰方法主要用于电源线上的干扰?A. 滤波B. 屏蔽C. 接地D. 限流22. 在嵌入式系统调试过程中,为了检查逻辑错误,最常用的方法是()。

单片机嵌入式系统的抗干扰技术探讨

单片机嵌入式系统的抗干扰技术探讨

引言 近年来 ,单片机嵌入式系统在工业测控系统领域得到了广泛应用 , 但是这种微控制器在工业 现场 的环境下就会 出现运行不稳定 , 经常死机 等问题 , 特别是在各种实 时控制 的远距离系统中 , 现场环境条件差 , 干 扰 因素较多 , 系统 自然就会受到其他 电磁设备 的干扰 , 所 以单片机嵌入 式系统的抗干扰设计是非常重要 的, 抗干扰性能好才能使系统在复杂环 境 中正常工作。 下面就常见 的干扰源和抗 干扰的两种软硬件技术做了简 要探讨分析。
3 、软件 抗干扰技术
3 . 1软件看 门狗技术 程序在运行过程 中经常受到干扰 而出现死循环现象 , 而看门狗的作 用 就是预 防死循环现象的发生 。在常见 的 5 1 单 片机 中一般都有两个定 时器 , 这两个定时器可以对主程 序的运行进行监控 。当对 T 0 设定了一 定的定时时间, 如果在产生定时 中断时对 其中的一个变量赋值 , 而该变 量已经有 了一个初值 , 那么主程序就会对 变量 的值进行判断 , 要是判断 该值发生变化 , 则T 0 中断正 常,若没有发生变化 , 程序则复位 。 T 1 是 监控 主程序 的,当对 T 1 设定一定的定时时间,如果主程序没有在一定 的时间内进行复位 , 那么 T 1 的定时中断就会使单片机复位。 T 1 是否中 断正 常是 由 定时 中断子程序监 控的,所 以 T 0 、T 1 和主程序之间有 着互相监控 的循环 ,从 而维持 系统 的正常运行 。 3 . 2数 字 滤 波 技 术 数字滤波的定义是在单 片机 中用其他计算方法处 理数字 , 减 少有用
2 、硬件抗干扰技术
2 . 1 控 制 电 源干 扰
如上文所述 , 对单片机嵌入式系统的干扰 主要是来 自电源干扰 , 所 以只要控制好 电源干扰 , 那么单片机嵌入式系统所受 的影 响就会大大减 少。 对 于控制 电源 的干扰主要有以下三个措施 : 用压敏 电阻抑制尖峰 以及 浪涌 。 压敏 电阻两端 的实际 电压如果超过 了限定值 , 电流就会增大 导致短路 。 于是 , 压敏 电阻 的这一特性可以用作 吸收瞬间尖峰和浪涌 电 压。 将压敏 电阻并联在电源变压器的初 次级 , 就可抑制尖峰和浪涌 电压 电压 , 从而减少电源干扰 。 用低涌滤波器阻碍高频电阻。 许多高次谐 波很容易通过电源进入单 片机 嵌入式 系统 , 而其 它的一些 电磁波也会通 过 电源线感应进入系统 , 从而对系统造成 干扰和影响 , 如果在 电源 电路 中加入低涌滤波器 , 就可以过滤干扰带来 的高次谐波 , 抑制高频信号干 扰 ,还能采用独立的稳 压块对各部分 电路提供 电能 ,提高供 电可靠性 。 电源变压器用双隔离方式 。 双隔离方式是说将 电源变压器的初级线圈 的中心和初级线圈的屏蔽层 与大地 连接 ,次级外屏蔽层 与抑制板地相 接 ,这种做法就可以减少 高低频脉 冲的干扰

单片机嵌入式系统的抗干扰技术应用

单片机嵌入式系统的抗干扰技术应用

238 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering单片机技术• SCM Technology【关键词】单片机 嵌入式 抗干扰 技术应用单片机嵌入式系统的稳定性会直接影响相关电气设备的准确有效使用,单片机测控系统使用必须要保证系统长期稳定运行,不然就会造成误差增大,还可能造成系统失灵,导致重大损失,因此,必须要做好单片机的抗干扰工作,确保单片机系统的稳定运行。

1 干扰对单片机应用系统的影响1.1 导致测量误差变大在单片机系统保持运行的过程中,干扰因素造成的电磁振荡,会造成单片机系统中的模拟信号输入通道受到干扰,造成信号叠加,导致系统的数据采集发生偏差。

尤其是对于一些微弱的信号进行测量时,这时如果干扰的电磁振荡幅度较大,就很可能将微弱的信号淹没,造成测量的失效。

1.2 导致控制系统失效单片机嵌入式系统中的输出控制信号在很多情况下是受到具体环境下的状态输入信号影响的,有时候也会受到相关信号的逻辑处理的结果影响,假设这些输入的状态信号被干扰了,造成输入的信号状态发生了改变,这时输出的控制误差加剧,可能会引起控制系统的失效,导致控制系统无法正常工作。

单片机嵌入式系统的抗干扰技术应用文/李飞1.2 导致程序无法正常使用在单片机嵌入式系统工作的过程中,在受到相应的干扰后,系统的自我保护和防御功能可能会对于相关电气设备进行复位处理,但是在持续的干扰环境下,相关设备反复进行复位操作,就会导致系统运行的终端,造成系统无法正常使用。

在相关的干扰作用下,单片机嵌入式系统中的程序计数器的PC 数据也许会发生变更,对于程序的正常有效使用也是大大不利的。

外界干扰对于单片机程序计数器PC 数值的影响是不确定的,这种随机性可能会导致程序执行一些完全没有操作意义的指令,更有甚者,导致系统进入死循环的模式中,造成系统设备的操作混乱甚至死机。

2 单片机嵌入式系统的硬件抗干扰措施2.1 优化供电设计在很多情况下,单片机嵌入式系统连接的相关电气设备遭到干扰,其中很大一部分原因来源于电能供应的不稳定性,因此,要想实现单片机嵌入式系统的稳定运行,首先要对于相关的供电系统进行优化设计,为了达到稳定电能的作用,可以在电能系统中使用交流稳压器,防止因为电源的电压过高或者过低造成的电能不稳定现象。

嵌入式系统中的电磁兼容与抗干扰设计

嵌入式系统中的电磁兼容与抗干扰设计

嵌入式系统中的电磁兼容与抗干扰设计在现代科技的发展中,嵌入式系统已经成为各个领域中不可或缺的一部分。

无论是汽车领域、医疗设备、航空航天,还是智能家居、物联网等,都离不开嵌入式系统的应用。

然而,随着系统的复杂度不断提高和频带的不断增加,电磁兼容性(EMC)和抗干扰(EMI)设计变得越来越重要。

嵌入式系统的电磁兼容性和抗干扰设计是确保系统正常工作的关键。

电磁兼容性是指在相同的电磁环境下,系统不会产生不可接受的电磁干扰,同时也不会对其他设备造成干扰。

抗干扰是指系统在外界电磁场的干扰下,依然能够正常工作,不受影响。

首先,为了保证嵌入式系统的电磁兼容性,设计人员需要在系统级别上进行规划和设计。

这需要考虑系统的物理布局、信号传输线路的走向、接地方法以及各个模块之间的电磁辐射和敏感性等方面。

通过合理的布局和阻隔设计,可以减少电磁辐射和传导干扰,从而提高嵌入式系统的电磁兼容性。

其次,电磁兼容性设计还需要注意信号线的布线和排布。

在布线方面,要避免平行线和信号线与电源线相交引起的串扰。

合理选择导线的宽度和间距,并使用合适的线缆材料和屏蔽技术,可以有效减少信号线之间的串扰和互相干扰。

另外,对于敏感信号线,如模拟信号和高速数字信号,更需要特殊的处理。

对于模拟信号,可以采用屏蔽线、差模传输和合适的滤波器等方法来减少噪声的影响。

而对于高速数字信号,除了使用差模传输和屏蔽线外,还需要考虑终端阻抗匹配和信号完整性等因素,以确保信号的准确传输和接收。

此外,在嵌入式系统中,地线的设计也是非常重要的一部分。

合理的地线设计可以提供稳定的地引用平面,减少环路电流的形成,从而减少电磁干扰。

同时,合理的地线布局还可以减小地线回流电流的路径长度,减少电磁辐射。

地线的设计需要遵循低阻抗和低感抗的原则,并注意避免回路间引起的干扰。

此外,抗干扰设计也是确保嵌入式系统正常工作的关键。

可以采用屏蔽技术、滤波器和接地技术等方法来减少来自外界的干扰。

屏蔽技术可以通过金属壳体或层层屏蔽材料来阻挡外界电磁场的干扰,从而保护系统内部的电路免受干扰。

试析嵌入式系统硬件抗干扰技术

试析嵌入式系统硬件抗干扰技术

试析嵌入式系统硬件抗干扰技术摘要:随着科学技术的发展,各个领域中都有了单片机的广泛应用。

而嵌入式系统中的一个可靠性指标就是其抗干扰性能,这是单片机系统研制不可忽视的内容,有利于提高其在系统应用中的可靠性,需要根据现场具体情况进行设计。

因此,必须要认识到嵌入式系统中硬件抗干扰技术的重要作用,并结合嵌入式系统的特点,运用更多有效的措施提高抗干扰技术的作用。

关键字:嵌入式系统;硬件;抗干扰;技术在单片机的日常运程中,外界会产生一定的干扰作用,影响系统的可靠性和稳定性,而电磁波是其最大的外力干扰因素。

因此,在嵌入式系统运行工作中,必须要保证单片机运行状态的稳定性。

根据单片机嵌入式系统的抗干扰形式,把握单片机嵌入式系统硬件抗干扰技术的有效对策。

一、嵌入式系统嵌入式系统硬件抗干扰运用的都是看门狗电路,比如计数器和控制电路。

在嵌入式系统正常运行时,隔一定时间嵌入式系统的CPU就会清零看门狗电路的计数器,即喂狗。

一般嵌入式系统喂狗的时间间隔不超过计数器的溢出时间,看门狗芯片不会进行嵌入式系统复位。

如果嵌入式系统正常工作,在系统发生异常后,其CPU正常喂狗操作就会受到影响。

一旦超过设定的喂狗时间,计数器就会发生溢出,并对嵌入式系统强制复位,将其重新启动运行,实现系统硬件的正常运行。

通常嵌入式系统需要运用SOC和看门狗芯片,通过I/0 (输入/输出)管脚CPU进行喂狗,这样可以增加系统的灵活性,复位信号是看门狗芯片复位输出RESET送出SOC芯片或CPU芯片,当然也可以添加控制逻辑在看门狗芯片和SOC芯片或CPU芯片间[1]。

如果发生系统异常,规定时间内CPU喂狗就会输出复位信号,整个系统就会复位。

在SOC芯片上增加看门狗芯片方案,不仅可以降低系统的集成度,而且系统成本和单板面积开销增加。

CPU喂狗可以运用更高的效率,提高喂狗任务的优先级,防止CPU被其他任务长时间占据,喂狗被停止,此时系统就会出现非正常复位,CPU效率大大降低。

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嵌入式系统抗干扰及错误控制技术应用
嵌入式系统是一种计算机系统,其中计算机硬件和软件成为系统的核心
部分,并嵌入到所控制的产品或系统中。

嵌入式系统广泛应用于医疗设备、
航空航天、汽车、智能家居等领域。

在这些领域中,系统的可靠性至关重要。

由于环境和外部干扰的存在,嵌入式系统经常面临着各种噪声、电磁干扰和
错误的挑战。

为了确保系统的正常运行和数据的完整性,嵌入式系统抗干扰
及错误控制技术应运而生。

嵌入式系统抗干扰技术是指系统对外部干扰信号的抵抗能力。

在现代社
会中,电磁干扰是一个普遍存在的问题。

这些干扰信号可能来自于电源、其
他无线设备、闪烁的灯光以及雷电等。

干扰信号会引起系统的噪声、误码率
增加和性能下降。

为了保证嵌入式系统的正常操作,抗干扰技术采用了多种
方法。

首先,抗噪声技术是减少系统受到外部噪声影响的一种方法。

在嵌入式
系统中,噪声可由电源、附近设备或通信链路引起。

为了降低噪声的影响,
可以通过选取合适的滤波器、增加系统的抗干扰能力、使用低噪声放大器等
方法进行处理。

这样可以有效地减少噪声带来的误码率提高和性能下降。

其次,抗电磁干扰技术是降低嵌入式系统受到电磁辐射的影响的一种方法。

电磁辐射可能来自电源、通信信号线、周围环境的辐射源等。

嵌入式系
统可以通过屏蔽和过滤电磁辐射、改进系统设计和布局、选用合适的器件材
料等措施来提高其抗电磁干扰能力。

这些技术有助于减小系统受到干扰的程度,从而提高系统的可靠性和稳定性。

此外,错误控制技术也是嵌入式系统抗干扰的关键组成部分。

在数字通
信领域中,错误控制技术能有效地检测和纠正传输中的误码。

对于嵌入式系
统而言,错误控制技术可以用来检测和纠正内存读写、数据传输中可能发生的错误。

常用的错误控制技术包括奇偶校验、循环冗余校验(CRC)、前向纠错码(FEC)等。

这些技术可以保证数据的完整性,减少传输和存储中产生的错误。

嵌入式系统抗干扰及错误控制技术的应用范围非常广泛。

在医疗设备领域,嵌入式系统需要抗干扰和错误控制能力以确保准确的诊断和治疗结果。

在航空航天领域,嵌入式系统需要经受极端条件和高强度电磁辐射的考验,错误控制技术在保证系统正常运行的同时也保障乘客和航天员的安全。

汽车领域中,嵌入式系统需要抵抗由电源和其他无线设备产生的干扰,确保驾驶人的驾驶安全。

智能家居中,嵌入式系统需要抗干扰技术来应对家电、无线网络等带来的干扰,以确保各种设备正常工作。

总结起来,嵌入式系统抗干扰及错误控制技术是为了提高嵌入式系统的可靠性和稳定性而发展起来的一系列技术。

通过抗干扰技术和错误控制技术的应用,可以有效降低系统的误码率、提高系统的工作性能、保证系统数据的完整性。

这一技术的广泛应用使得嵌入式系统在各个领域的发展更加稳定可靠。

未来随着信息技术的不断进步,嵌入式系统抗干扰及错误控制技术也将不断演化和提升,以满足对系统可靠性的更高要求。

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