单片机控制系统的抗干扰技术
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定性 ， 防止电源的过压和欠压。 ２３３ 使用隔离变压器滤掉高频噪声 ， ．． 低通滤波器滤掉工频干扰 。
３ 软件 抗干扰技术
与硬件抗干扰相 比， 软件抗干扰显得 比较灵活 ， 固定模 式， 没有 并且
在不断地发展 。各种软 件抗干 扰措施能 够大大 地提 高控制 系统 的可靠
Ｍ Ｘ １Ｌ的Ｔ １６ ｗ＝ ． 秒） Ｍ Ｘ １Ｌ的输出端将由低电平变为高电 ， Ａ ８３ 性。特别是软件滤波技术， 它可以使用多个通道共用一个软件滤波器以 后（ Ａ ８３
维普资讯
第 ６期
Ｎ ６ Ｏ．
宜宾学院学报
Ｊｕ ａ ｏ ｉｉ ｎｖｒｔ ｏ ｒ ｌ ｆ ｂｎＵ ｉ ｓｙ ｎ Ｙ ｅｉ
６７
单 片机 控 制 系统 的 抗 干 扰 技 术
孙 凯
（ 南京铁道职业技术学院 ， 江苏 南京 ２ ０ １ ） １０５
Ｍ Ｘ １Ｌ的输入端不再 出现脉 冲信 号 ， Ａ ８３ 则定 时器在一 个规定 的时间 Ｔ ｗ
２３１ 采用开关电源并提供足够的功率余量， ．． 主机部分使用单独的 失控的程序正好使某些操作数变形成为修改监视器时间的指令或禁止中
２３２ 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
向通道抗干扰电路如图２ 所示。
收稿 日期 ：０ ７—０ ２０ ７—２ ４
２２３ 配置去耦电容 ．．
作 者简介 ： 孙凯（ ９７一）女 ， １７ ， 安徽 宿州人 ， 讲师 ， 工程硕士 ， 从事 自动控制研 究。 主要
维普资讯
６ ８
宜宾 学 院 学 报
时多个地引脚可以减少地阻抗。 ２２２ 电源线布置 ．．
２ １ 前后向通道干扰的隔离措施 ． 为了防止现场干扰进入前后向通道中， 在硬件设计中采用光电隔离
模拟电路和数字电路使用不同的电源， 并通过相应的地线去耦。电 措施， 该器件通过电一光一电的转换来实现对输出设备的控制， 彼此之间 源线除了尽量加粗其导体宽度外， 采取使电源线、 地线的走向与数据传输 没有电气连接， 因而起到隔离作用。前向通道抗干扰电路如图 １ 所示， 后 的方向垂直， 提高增强抗噪声的能力。
通过电磁场途径干扰的实质是互感性耦合干扰， 干扰信号通过导线或回 路的互感耦合进入系统。
１２ 输Ａ／ ． 输出通道干扰 输入／ 输出通道是前向接１、 ３ 后向接口与主机相互之问进行信息传输
。
。－＿
的途径。输Ａ／ 输出通道干扰就是通过与主机相连的前向通道、 后向通道
以及与其他主机的互相通道进入。 １３ 供电系统干扰 ． 由于工业现场运行的大功率设备众多， 特别是感性负载设备的启、 停 会造成供电系统电源严重污染， 产生电源噪声， 例如： 电压的浪涌、 出现尖 蜂电压、 以及过压与欠压等等。
２３ 电源干扰的抑制 ． 稳压电路， 必要时输入、 输出供电分别采用 Ｄ Ｄ ｃ— ｃ模块隔离， 以避免各
个部分相互干扰 。
只有采用软件 ＷＡ Ｃ Ｄ Ｇ方法使系统复位。但这种方法的缺点是如果 ＴＨＯ 断， 则软件ＷＡ Ｃ Ｄ Ｇ就失效。因此， ＷＡ Ｃ Ｄ Ｇ的可靠性不如 ＴＨ Ｏ 软件 ＴＨ Ｏ 硬件高， 最好与硬件线路配合使用。
硬件线路如图３ 所示： 使用的是芯片 Ｍ Ｘ １Ｌ 图３ Ａ ８３ 组成的看门狗复 位电路。Ｍ Ｘ １Ｌ Ａ ８３ 是美国 Ｍ ＸＭ公司生产的微处理器专用监控器， ＡＩ 具 有看门狗、 电压检测和上电复位等功能， 可提高系统的可靠性和准确性。
在应用程序开始工作 时， Ｍ Ｘ １Ｌ芯片 的输 入端 Ｗ Ｉ 对 Ａ ８３ Ｄ 输入一个正 脉 冲， Ｍ Ｘ １Ｌ 对 Ａ ８３ 芯片内部定 时器 开始计时 ， 倘若在计时 时间内监控 电路
０ 序 言
单 片机控 制系统一般都安装 在工业现场 ， 与之相 连 的被 控对象 及待
测参数往往遍布整个控制区域， 这就使得各种强烈的干扰源直接或间接 的影响微机控制系统的工作。这些干扰源会使系统的可靠性和稳定性大 大降低， 严重的还会导致系统的运行紊乱， 造成生产事故。因而在实际的 应用设计中， 要提高控制系统的抗干扰能力， 保证控制系统可靠的工作。
摘要 ： 单片机控制 系统在使 用中存在大量的干扰 源， 影响 系统的正常工作 。本文分析 了干扰产生的途径及软件和硬件的抗干扰技 术。
关 键 词 ： 干 扰 ； 技 术 ； 件 技 术 抗 软件 硬
中图分类号 ：Ｐ ６． Ｔ ３ ８２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ １— ３ ５ ２ ０ ）６— ０ ７—０ １７ ５ ６ （０ ８ ０ ０ ６ ２
２０ ０ ８年 ６期
电源的输入端跨接 １ｐ ０￣ Ｆ的电解电容． 通过大面积、 低阻抗的接地面 度 ， ＥＲ Ｍ容量允许的前提下 可多用一些。 在 ＰＯ
进行去耦 。同时存每 个 隹成电路 的电源引脚处使用一个 ０Ｏ 的陶瓷 ．ｌ 电容器， 的引线 尽量短 。 电容 （） ２ 如果弹飞的程序落在程序 区后又未遇到冗余指令之前 ， 已形成死 循环 ， 此时冗余指令和软件陷阱都无 济于事 ， 系统处 于瘫痪状态。这 时，
１ 干扰的来源
图 １ 前 向通道抗干扰电路
不管是什么干扰源， 对计算机的干扰都是通过传导和直接辐射两种
方式进入计算机控制系统的， 其窜人系统的渠道主要有三条 ：
１１ 空间辐射干扰 ． 空问辐射干扰通 过电磁 波辐射窜人 系统 ， 中通 过 电场途径 干扰 的 其
实质是电容 耦合干 ， 扰信号通过导线或电 扰 干 路的分布电容进入系统； 而
２ 硬件 抗干扰 技术
图 ２ 后 向通 道抗干扰 电路
２２ 印刷电路板的抗干扰设计 ．
２２１ 地线设计 ．．
数字地和模拟地分开走线， 且地线尽量加粗。采用单点接地的原则 ，
Байду номын сангаас
以 防通过共阻抗耦合形成干扰。在设计信号接插件时， Ａ 转换接 例如 Ｄ 口， 使用地线引脚将每条信号线相 互隔开， 便减少信号线之间耦合， 以 同
３ 软件 抗干扰技术
与硬件抗干扰相 比， 软件抗干扰显得 比较灵活 ， 固定模 式， 没有 并且
在不断地发展 。各种软 件抗干 扰措施能 够大大 地提 高控制 系统 的可靠
Ｍ Ｘ １Ｌ的Ｔ １６ ｗ＝ ． 秒） Ｍ Ｘ １Ｌ的输出端将由低电平变为高电 ， Ａ ８３ 性。特别是软件滤波技术， 它可以使用多个通道共用一个软件滤波器以 后（ Ａ ８３
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Ｎ ６ Ｏ．
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Ｊｕ ａ ｏ ｉｉ ｎｖｒｔ ｏ ｒ ｌ ｆ ｂｎＵ ｉ ｓｙ ｎ Ｙ ｅｉ
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单 片机 控 制 系统 的 抗 干 扰 技 术
孙 凯
（ 南京铁道职业技术学院 ， 江苏 南京 ２ ０ １ ） １０５
Ｍ Ｘ １Ｌ的输入端不再 出现脉 冲信 号 ， Ａ ８３ 则定 时器在一 个规定 的时间 Ｔ ｗ
２３１ 采用开关电源并提供足够的功率余量， ．． 主机部分使用单独的 失控的程序正好使某些操作数变形成为修改监视器时间的指令或禁止中
２３２ 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
向通道抗干扰电路如图２ 所示。
收稿 日期 ：０ ７—０ ２０ ７—２ ４
２２３ 配置去耦电容 ．．
作 者简介 ： 孙凯（ ９７一）女 ， １７ ， 安徽 宿州人 ， 讲师 ， 工程硕士 ， 从事 自动控制研 究。 主要
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时多个地引脚可以减少地阻抗。 ２２２ 电源线布置 ．．
２ １ 前后向通道干扰的隔离措施 ． 为了防止现场干扰进入前后向通道中， 在硬件设计中采用光电隔离
模拟电路和数字电路使用不同的电源， 并通过相应的地线去耦。电 措施， 该器件通过电一光一电的转换来实现对输出设备的控制， 彼此之间 源线除了尽量加粗其导体宽度外， 采取使电源线、 地线的走向与数据传输 没有电气连接， 因而起到隔离作用。前向通道抗干扰电路如图 １ 所示， 后 的方向垂直， 提高增强抗噪声的能力。
通过电磁场途径干扰的实质是互感性耦合干扰， 干扰信号通过导线或回 路的互感耦合进入系统。
１２ 输Ａ／ ． 输出通道干扰 输入／ 输出通道是前向接１、 ３ 后向接口与主机相互之问进行信息传输
。
。－＿
的途径。输Ａ／ 输出通道干扰就是通过与主机相连的前向通道、 后向通道
以及与其他主机的互相通道进入。 １３ 供电系统干扰 ． 由于工业现场运行的大功率设备众多， 特别是感性负载设备的启、 停 会造成供电系统电源严重污染， 产生电源噪声， 例如： 电压的浪涌、 出现尖 蜂电压、 以及过压与欠压等等。
２３ 电源干扰的抑制 ． 稳压电路， 必要时输入、 输出供电分别采用 Ｄ Ｄ ｃ— ｃ模块隔离， 以避免各
个部分相互干扰 。
只有采用软件 ＷＡ Ｃ Ｄ Ｇ方法使系统复位。但这种方法的缺点是如果 ＴＨＯ 断， 则软件ＷＡ Ｃ Ｄ Ｇ就失效。因此， ＷＡ Ｃ Ｄ Ｇ的可靠性不如 ＴＨ Ｏ 软件 ＴＨ Ｏ 硬件高， 最好与硬件线路配合使用。
硬件线路如图３ 所示： 使用的是芯片 Ｍ Ｘ １Ｌ 图３ Ａ ８３ 组成的看门狗复 位电路。Ｍ Ｘ １Ｌ Ａ ８３ 是美国 Ｍ ＸＭ公司生产的微处理器专用监控器， ＡＩ 具 有看门狗、 电压检测和上电复位等功能， 可提高系统的可靠性和准确性。
在应用程序开始工作 时， Ｍ Ｘ １Ｌ芯片 的输 入端 Ｗ Ｉ 对 Ａ ８３ Ｄ 输入一个正 脉 冲， Ｍ Ｘ １Ｌ 对 Ａ ８３ 芯片内部定 时器 开始计时 ， 倘若在计时 时间内监控 电路
０ 序 言
单 片机控 制系统一般都安装 在工业现场 ， 与之相 连 的被 控对象 及待
测参数往往遍布整个控制区域， 这就使得各种强烈的干扰源直接或间接 的影响微机控制系统的工作。这些干扰源会使系统的可靠性和稳定性大 大降低， 严重的还会导致系统的运行紊乱， 造成生产事故。因而在实际的 应用设计中， 要提高控制系统的抗干扰能力， 保证控制系统可靠的工作。
摘要 ： 单片机控制 系统在使 用中存在大量的干扰 源， 影响 系统的正常工作 。本文分析 了干扰产生的途径及软件和硬件的抗干扰技 术。
关 键 词 ： 干 扰 ； 技 术 ； 件 技 术 抗 软件 硬
中图分类号 ：Ｐ ６． Ｔ ３ ８２
文献标识码 ： Ａ
文章编号 ：６ １— ３ ５ ２ ０ ）６— ０ ７—０ １７ ５ ６ （０ ８ ０ ０ ６ ２
２０ ０ ８年 ６期
电源的输入端跨接 １ｐ ０￣ Ｆ的电解电容． 通过大面积、 低阻抗的接地面 度 ， ＥＲ Ｍ容量允许的前提下 可多用一些。 在 ＰＯ
进行去耦 。同时存每 个 隹成电路 的电源引脚处使用一个 ０Ｏ 的陶瓷 ．ｌ 电容器， 的引线 尽量短 。 电容 （） ２ 如果弹飞的程序落在程序 区后又未遇到冗余指令之前 ， 已形成死 循环 ， 此时冗余指令和软件陷阱都无 济于事 ， 系统处 于瘫痪状态。这 时，
１ 干扰的来源
图 １ 前 向通道抗干扰电路
不管是什么干扰源， 对计算机的干扰都是通过传导和直接辐射两种
方式进入计算机控制系统的， 其窜人系统的渠道主要有三条 ：
１１ 空间辐射干扰 ． 空问辐射干扰通 过电磁 波辐射窜人 系统 ， 中通 过 电场途径 干扰 的 其
实质是电容 耦合干 ， 扰信号通过导线或电 扰 干 路的分布电容进入系统； 而
２ 硬件 抗干扰 技术
图 ２ 后 向通 道抗干扰 电路
２２ 印刷电路板的抗干扰设计 ．
２２１ 地线设计 ．．
数字地和模拟地分开走线， 且地线尽量加粗。采用单点接地的原则 ，
Байду номын сангаас
以 防通过共阻抗耦合形成干扰。在设计信号接插件时， Ａ 转换接 例如 Ｄ 口， 使用地线引脚将每条信号线相 互隔开， 便减少信号线之间耦合， 以 同