单片机软件系统的可靠性设计

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论单片机应用系统的可靠性技术

【摘要】针对破坏系统正常运行的来自供电系统现场环境的过程通道等方面干扰，利用硬件和软件抗干扰措施，使单片机系统更加可靠
运行。
【关键词】单片机应用；抗干扰设计；技术１干扰产生的后果
在对控制系统的可靠性有严格要求的场合．使用双机冗余可进一步提高系统抗干扰能力。双机冗余．就是执行同一个控制任务．可安排两个单片机来完成．即主机与从机。正常情况下．主机掌握着三总线的控制权，对整个系统进行控制，此时，从机处于待机状态，等待仲裁器的触发。当主机由于某种原因发生误动作时，仲裁器根据判别条件，若认为主机程序已混乱．则切断主机的总线控制权，将从机唤醒．从机将代替主机进行处理与控制２．５用好去耦电容好的高频去耦电容可以去除高到１ＧＨＺ的高频成分陶瓷片电容或多层陶瓷电容的高频特性较好。设计印刷线路板时．每个集成电路的电源与地之间都要加一个去耦电容。去耦电容有两个作用：一是，本集成电路的蓄能电容．提供和吸收该集成电路开门、关门瞬间的充放电能；二是，旁路掉该器件的高频噪声。数字电路中典型的去耦电容为０．１Ｆ的去耦电容，它有５ｎｌ分布电感，它的并行共振频率大约在ｉ７ＭＨｚ左右．也就是说对于１０ＭＨｚ以下的噪声有较好的去耦作用．对４０ＭＨｚ以上的噪声几乎不起作用。１和ｌＯａＦ电容并行共振频率在２０ＭＨｚ以上，去除高频率噪声的效果要好一些在电源进入印刷板的地方设置一个１Ｆ或ｌＯａＦ的去高频电容往往是有利的，即使是用电池供电的系统也需要这种电容。每１Ｏ片左右的集成电路要加一片充放电电容，或称为蓄放电容，电容大小可选１Ｏ。最好不用电解电容，

MCS51单片机应用系统可靠性及抗干扰设计

189287/ tiefen tjjkyq
（2）死机0316baowencailiao/ 3．系统对被控对象的误操作 4．被控对象状态不稳定
9.2 单片机系统中硬件抗干扰设计
9.2.1 干扰的耦合方式 1．直接耦合 nizifn mynzf mynzf mynzgf 0838mlj zhongtezc topbrightness/
9.3.3 系统复位特征
1．上电标志的设定方法 ① SP建立上电标志。 ② PSW.5建立上电标志。 ③ 内RAM建立上电标志。 2．软件复位与中断激活标志 3．程序失控后恢复运行的方法 4．睡眠抗干扰
9.4 “看门狗”技术和掉电保护
9.4.1 “看门狗”技术
1．软件“看门狗”技术 nizifn mynzf mynzf mynzg mynzg mynzg mljsgf mljnzf
0838mlj zhongtezc topbrightness/
2．硬件“看门狗”技术 hd8go hd88go sj93 oemgc/
189288 hzp580 yjoem
oemdg/ xcdnpx/ skfjk oemdg
3．上电复位与“看门狗”信号复位的不同处 zhongtezc yanjigz/ zg-nsk skf-zt nsk-zt/ fag-zt/ ntn-zt 189286/ xcdnpx/ dgxcdn dgxcpx xcwxpx
理过程
xunchi-px/ oemfy 0759mz lczx188 189287/ tiefen tjjkyq
0316baowencailiao/
9.4.2 掉电保护电路
1．简单的COMS RAM 掉电保护电路 2．可靠的COMS RAM掉电保护电路 nizifn mynzf mynzf mynzg

单片机软件设计论文

单片机软件设计论文一、引言单片机作为一种集成度高、功能强大的微型计算机，在现代电子技术领域中得到了广泛的应用。

而单片机软件设计则是实现其各种功能的关键所在。

本文将深入探讨单片机软件设计的相关内容，包括设计流程、编程语言选择、算法优化等方面。

二、单片机软件设计流程（一）需求分析在开始软件设计之前，首先需要对系统的功能需求进行详细的分析。

明确系统需要实现的任务、输入输出信号的类型和范围、工作环境等因素。

这有助于为后续的设计工作提供明确的方向。

（二）总体设计根据需求分析的结果，确定软件的总体架构和模块划分。

合理的模块划分可以提高软件的可维护性和可扩展性。

（三）详细设计在总体设计的基础上，对每个模块进行详细的设计。

包括算法的选择、数据结构的定义、流程的规划等。

（四）编码实现使用选定的编程语言，按照详细设计的方案进行代码编写。

在编码过程中，要注意代码的规范性和可读性。

（五）调试与测试对编写好的软件进行调试，查找并修复代码中的错误。

然后进行全面的测试，确保软件在各种情况下都能正常工作。

三、编程语言选择（一）C 语言C 语言是单片机软件开发中最常用的语言之一。

它具有简洁、高效、可移植性好等优点。

同时，C 语言的语法结构清晰，便于程序员理解和掌握。

（二）汇编语言汇编语言能够直接操作硬件，执行效率高。

但由于其编写难度大、可读性差，一般只在对执行效率要求极高的关键部分使用。

（三）C+＋语言C+＋在 C 语言的基础上增加了面向对象的特性，使得代码的组织更加合理。

但对于资源有限的单片机系统，其使用相对较少。

在实际开发中，通常会根据项目的需求和特点，选择合适的编程语言或者混合使用多种语言。

四、算法优化（一）时间复杂度优化通过选择合适的数据结构和算法，减少程序的执行时间。

例如，在需要频繁查找的场景中，使用哈希表可以提高查找效率。

（二）空间复杂度优化合理利用内存资源，避免内存泄漏和浪费。

对于一些占用内存较大的数据，可以采用压缩存储等方式。

单片机应用系统的可靠性设计研究

件 “ 门狗 ” 看可靠性的措施，并提出利用“ 解码输出” 提高输出控制信号的可靠性．
关键词可靠性；看门狗” “ 技术；解码输出
［中图分类号］Ｔ３８２Ｐ６．【文献标识码］Ａ
１引言
随着单片机应用领域的不断扩展，对单片机应用系统的可靠性也提出了更高的要求．在一些单片机应用场合，例如安全防卫、火灾报警、障监测、故工业控制等，一旦发生错误，将会造成很大的损失．即便是民用领域，例如装有微电脑（即单片机）控制器的微波炉．在使用时也不愿看到，你正在运行的微波炉在设定时间还未到时就突然停止；或者是时间已到它却还继续运行．因
第２６卷
第４期
２００９年１月１
江苏教育学院学报（自然科学版）Ｊｕａｆｉｎｓｎｔｕｅｏｄｃｔｎ（ａｕａＳｉｃｓｏｒｌａｇｕＩｓｔｔｆｕａｏＮｔｒｌｃｎｅ）ｎｏＪｉＥｉｅ
Ｖｏ．６Ｎｏ４１２．Ｎｏ．２０ｖ，０９
要求在Ｕ输出高阻态时，片机从该１０端读到低电平，单／则必须在该Ｉ０端连接一只下拉电／阻，图一中的ＲＲ的值不能太大，如．太大了单片机读到的就是高电平．从单片机的数据表中查到Ｉ参数，可求得Ｒ的最大值．现设求得的Ｒ的最大值为９ｌ．ＫｑＲ的值也不能太小，太小了ｕ在输出高电平时，出电流会超出其允许值．Ｕ输出高电平４５输设．Ｖ时的最大输出电流为５则可ｍＡ，求得Ｒ的最小值为９０￣选取Ｒ的值为３Ｏ左右，０ｆ．Ｋ这样与最大值之间和与最小值之间都留出

单片机控制系统可靠性硬件设计方法探讨

收稿日期：２１ — ０１０１１— ４
作环境恶劣，自动控制系统都是全天连续满负荷地运行，这样就要求控制系统有长时间的稳定、可靠运行，所以可靠性是对单片机控制系统最重
作者简介：李靖（９６１６一
的器件不应该混用；各类器件工作时的温度特性
（）采用电源滤波器，交流电源引线上的滤２
波器可以抑制输人端的瞬态干扰。（）对于电源变压器，采取适当的屏蔽措施。３
２１优选高可靠性的单片机芯片和元器件．
各种集成电路芯片和元器件是控制系统可靠性设计中的重要环节，也是构成控制系统的基
（）元器件布局及引线走向符合信号传输特５
性，使电流流向与信号流向要一致，减少布线问
），女，辽宁锦州人，副教授，硕士。研究方向：自动化控制技术。
利用土壤侵蚀模数计算出扰动后各单元、各时段土壤流失总量和新增流失量．其中背景流失
的预测方法是有效的。本文对我省高速公路建设
ＦＵｉＪｅ
［ｂｔａｔＴｅａｔｌｎｒｄｃｓｔｅｃｕｅａｄｋｙｒｇｏｓｏｅｓｉｅｏｉｎｉｉｈｙｃｎｔｃｏＡｓｒｃ］ｈｒｃｉｔｕｅｈａｓｎｅｅｉｎｆｔｏｌｒｓｎｈｇｗａｏｓｕｔｎｉｅｏｈｏｒｉｐｏｅｔｎｄｆｒｃｓｈｏｓｌｑａｔｙｏｏｌｅｏｉｎｉｈｏｎｔｏｒｊｃ，ａｏｅａｔｔｅｐｓｉｅｕｉｆｓｉｒｓｎｔｅｓｏｏｃｍｅ “ ａｊｉｏｉｒｏｓｂｎｔｏＰｎｉＬａｂｎＨａｂｒｎＨｉｈａ ”ｐｏｅｔｕｉｇｔｅｍａｅｔａｍｏｅｉｏｌｒｓｎｑａｔａｖｎｌｓｉｎｎｒｖｎｅｇｗｙｒｊｃ，ｓｔｍａｃｌｄｌｎｓｉｅｏｉｕｎｉｔｅａａｉｉＬａｉｇＰｏｉｃ．ｎｈｈｉｏｔｉｙｓｎｏＴｅｒｃｅｌｄｓｕｓｓｔｅｆｒｃｓｎｔｏｓｔｒｕｈｒｃｃｌｃｎｔｃｏｒｊｃ，ｐｏｉｉｇｈａｔｌｓｉｓｅｈｏｅａｔｇｍｅｄｏｇｐａｔａｏｓｕｔｎｐｏｅｔｒｖｄｎｉａｏｃｉｈｈｉｒｉｓｒｆｒｎｅｏａｅｎｏｌｏｓｒａｏｉｈｙｃｎｔｃｏｒｊｃｉｉｏｉｇｅｅｅｃｓｒｔｒｄｓｉｃｎｅｖｔｎｉｈｇｗａｏｓｕｔｎｐｏｅｔｎＬａｎｎ．ｆｗａｉｎｒｉ［ｙｏｄ］ＨｉｈｙＷａｒｎｏｌｏｓｒａｏ，ｏｌｒｓｎＳｉＥｏｉｎＦｒｃｓｎＫｅｗｒｓｇｗａ，ｔｄＳｉＣｎｅｖｔｎＳｉＥｏｉ，ｏｌｒｓｏｅａｔｇｅａｉｏｏｉ

增强单片机系统可靠性的软硬件设计

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技术纵横
增强单片机系统可靠性的软硬件设计＊
■ 中南大学 ■ 中国电子产品可靠性与环境试验研究所
田磊周继承
恩云飞
பைடு நூலகம்
从可靠性对单片机系统的重要性出发，合实际系统，硬件和软件两个方面，用模块化思想，结就采系统地
＊基金项目：家自然科学基金资助项目（０７０６。国６３１４）
图１前级滤波电路
１２隔离技术．
（）物理隔离技术１物理隔离技术是指在单片机系统中，过器件的合理通
布局和线路的合理布线，容易产生干扰和容易被干扰的将
为 “ 波技术 ” 滤。
环境密切相关，可看作是受内部因素和外部因素的共同影
响乜。从内部因素看，］系统需要能够对运行过程中自身以
及周围产生的干扰信号进行有效的抑制和消除；从外部而因素看，求改善外部环境质量，除干扰源，断干扰途要清切
在本系统中，电模块设计了前级滤波电路，效地供有抑制了高频和低频噪声分量，定了系统电源电压。实践稳证明源部分的干扰问题解决得好对于整个系统的可靠，电
性有着极其重要的意义。以系统使用的ＡＴ８Ｃ５９１单片机

单片机系统可靠性设计

学院：电子工程学院班级：0210701 学号：02107025姓名：张文祥单片机系统硬件可靠性设计学院：电子工程学院班级：0210701学号：02107025姓名：张文祥摘要：为了使单片机系统可靠运行，必须对单片机系统进行可靠性设计，为此，提出了单片机系统可靠性设计的思想，并从硬件和软件两个方面探讨了单片机系统可靠性设计的技术途径。

根据硬件和软件子系统的人—环境特性，结合具体的实践经验，提出了单片机系统可靠性设计的具体技术。

这些可靠性设计技术的应用，使单片机系统的可靠性提高到了一个新水平。

关键词：可靠性设计；硬件；模块化；抗干扰引言：近年来，人们在单片机系统可靠性设计方面的探索已卓有成效，一些靠性设计技术在单片机系统中得到了广泛应用。

但单片机系统的可靠性还远不能满足户的需要，特别是在一些新的应用领域，对单片机系的可靠性又有新的要求。

本文主要针对石油测井行业劣应用环境下单片机系统可靠性设计展开论述。

单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。

概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。

单片机广泛应用于仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域，大致可分为如下几个范畴：一、在智能仪器仪表的应用单片机具有体积小、功耗低、控制功能强、扩展灵活、微型化和使用方便等优点，广泛应用于仪器仪表中，结合不同类型的传感器，可实现诸如电压、功率、频率、湿度、温度、流量、速度、厚度、角度、长度、硬度、元素、压力等物理量的测量。

采用单片机控制使得仪器仪表数字化、智能化、微型化，且功能比起采用电子或数字电路更加强大。

例如精密的测量设备（功率计，示波器，各种分析仪）。

二、在家用电器中的应用可以这样说，现在的家用电器基本上都采用了单片机控制，从电饭煲、洗衣机、电冰箱、空调机、彩电、其他音响视频器材、再到电子秤量设备，五花八门，无所不在。

三、在工业控制中的应用用单片机可以构成形式多样的控制系统、数据采集系统。

单片机系统软件可靠性设计的研究

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ＭｉｒｃｍｐｔｒＡｐｌａｉｎｃｏｏｕｅｐｉｔｏｓｃ
皇皂
圭塑笪呈堂笪
单片机系统软件可靠性设计的研究
ＴｈｌｂｌｙＤｅｉｎＲｅｅｒｈｏｅＲｅｉｉｓｇｓａｃｆＳＣＭｎｒｌｓｅｍｆａｉｔＣｏｔｏＳｙｔＳｏｔｒｗａｅ
此外，靠硬件方式并不能完全解决系统的可靠性问题。此，仅因软
～
为多字节指令，其后的第ｎ条指令必定被拆分；＋１在图 Байду номын сангаасｂ中，（）当第
ｎ
条指令最后～个操作数对应的“ 指令码” 为双字节指令时，则其后
个操作数对应的“ 令码 ” 指为三字节指令时，后的第ｎ２指令其＋条
新余高等专科学校机电与自动化工程系（江西新余３８３）胡菊芳３０１
（ｉｎｘＸｎｙ３０１ＣｉａＨｕａｇＪｇｉｉｕ３８３，ｈ）ｕＪｆｎａｇｎ
摘
要：在分析程序计数器Ｐ “ ｃ走飞 ” 成因及其后果基础上，全面阐述了指令冗余、软件陷阱等常见软件可靠性设计方式、优缺点，出了提
Ｋｅｗｏｒｓ：ｏｔｒｅｌｉｉｙＰＣｏｗｒｎｉｔｕｃｉｎｅｕａｃｓｆｗａｅｔａｉｅｃｐｔｏｅｈｎｌｇｙｄｓｆｗａｅｒｉｌｔｂａｇｏｇｎｓｒｔｏｒｄｎｄｎｙｏｔｒｒｐｎｔｒｅｉｎｔｃｏｏｙ

单片机应用系统的可靠性研究

保这些指令的正确执行。２２３指令重复．．
的作用。通过软硬件系统的可靠性设计可最大限度地降低各
种干扰对系统的影响。在单片机应用系统中，只要认真分析系统所处环境的干扰来源及传播途径，采用硬件和软件相结合的抗干扰技术，就能保证该系统长期稳定可靠地工作。
有很多输出信号是用来驱动各种报警装置和电磁装置，对
（又称水平、直奇偶校验码）汉明码、垂、循环冗余校验码等。
２２２指令冗余．．
这类信号的抗干扰有效输出方法是重复输出同一个数据。外部执行设备接收到一个受干扰后的错误信号后，还来不及做出有
效反应，正确的输出信息又到ｒ，就可以及时地防止错误动作
ＴｉａｅｒｔｉｌｎｒｄｃｓｔｅｉｏｔｎｅｏＣｓｓｅｒｌｉｔ，ｎｈｎｆｃｓｓｏｈｐｃｆｔｏｓｉｅｌｉｇｈｓｐｐｒｓｍｐｙｉｔｏｕｅｍｐｒａｃｆＳＭｙｔｍｅｉｌａｄｔｅｕｅｎｔｅｓｅｉｃｍｅｄｒａｉｎｉｆｓｈｂｙａｉｏｉｈｎｚ
理。
即“ 看门狗” 技术，使程序摆脱死循环的困境。单片机应用系统的控制程序往往采用循环控制运行方式，每一次循环控制控制的时间基本固定。软件看门狗技术就是利用中断不断监视程序
循环运行时间，若发现时间超过已知的循环设定时间，则认为
（）３检查Ｉ／０口状态。首先确定系统的Ｉ／０口在待机状态时的状态，然后检测单片机的Ｉ／０口在待机状态下的状态是否正常。

提高单片机应用系统可靠性的软硬件技术

提高单片机应用系统可靠性的软硬件技术作者：彭芬来源：《计算机光盘软件与应用》2013年第20期摘要：单片机日益广泛的使用，因此对于单片机的使用操作系统的可靠性和安全性也有了越来越高的要求。

尤其是对于工业过程的控制、交通管理、金融以及通讯等测控系统，最主要的技术指标就是可靠性。

因为系统一旦出现任何的问题和故障，就会造成生产过程混乱、指挥以及监控系统的迟钝等不良后果。

文中简单介绍了几种提升单片机应用系统可靠性的方式和措施。

关键词：单片机；抗干扰；可靠性中图分类号：TP368.1在进行单片机应用系统开发的过程之中，经常会遭遇到的问题是在实验室的运行环境之下，系统运行正常有效，但是一旦将其安装到现场工作，经常会出现不规律、不正常的情况。

或者是在系统的运行调试过程和在空载的情况下一切正常，但是大负荷的控制一旦启动，整个系统很可能会出现各种问题。

探寻出现此种情况的原因，很可能是抗干扰设计有漏洞，以至于造成应用系统的不够可靠。

1 造成单片机可靠性不高的原因1.1 单片机应用系统出故障的主要表现和内在原因操作系统出错的主要表现包含了被控制对象动作失误、死机、状态不稳定、计时不准确以及数据显示混乱和闪烁不定等等。

其内在原因主要是：第一，随机存储器中的数据被打乱，造成程序进入死循环的境地，因而引发死机的情况出现；第二，单片机中的内部程序指针发生错乱，随便指向了错误的地方，使得运行的程序不正确，造成随机存储器之中的某些数据被打乱，程序计算的结果是错误的，外围的锁存电路受到一定的干扰，出现了误锁存的情况，以至于出现被控制对象的错误操作；第三，锁存电路和被控制对象之间的线路遭受到了一定的干扰，因此造成被控制对象的状态不稳定；第四，单片机内部程序指针出现错乱，造成中断程序在运行的过程中超出了限定的时间；第五，随机存储器之中的计时数据被打乱，造成程序在计算的过程中产生出错误结果。

1.2 造成单片机使用体系出现错误的外因从设计与制作的方面解析，使得单片机的应用操作体系容易受到干扰的主要客观外在原因有七个方面：第一，单片机本身抗干扰能力较差；第二，环境电磁干扰因素过于强烈；第三，整个操作体系电源抗干扰能力不足或是功率太差等；第四，程序并没有使用抗干扰的办法或使用的办法力度不够；第五，各个组织器件之间的驱动功率太小，处在一种刚刚达标的状态之下；第六，长距离的数据传输电流和电压不高，而且没有使用相应的屏蔽保护措施；第七，元件的质量不高[1]。

单片机应用系统可靠性设计

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．
皇燕一－
单片机应用系统可靠性设计
海南省技师学院王庆伟
【摘要】单片机应用系统的可靠性会受到系统所处环境的温度、湿度、震动、电磁干扰等多种外部因素的干扰，同时也受本身软硬件系统设计的可靠性的影响，一个高可靠性的单片机应用系统是通过可靠性设计而产生的，并且通过可靠性生产和可靠性使用及维护来保证。因此，在系统设计时要充分利用可靠性的概念和方法考虑系统硬件设计和软件设计。本文介绍几种单片机应用系统可靠性设计的方法。【关键词】单片机；看门狗；抗干扰指令
随着单片机在国防、金融、工业控制等重要领域应用越来越广泛，单片机应用系统的可靠性越来越成为人们关注的一个重要课题。单片机应用系统的可靠性是由多种因素决定的，大体分为硬件系统可靠性设计和软件系统可靠性设计。硬件系统可靠性设计
一、
一
长期使用等方面来解决软件可靠性。单片机系统的抗干扰能力是系统可靠性的重要指标。由于５ｌ单片机的指令系统是复杂指令集结构，致使其抗干扰性能较低，尤其用在工业控制的场合，如果不增加额外的抗干扰措施，甚至无法正常工作。单片机软件抗干扰设计的主要目的就是及时发现 “ 跑飞 ”的程序，并及时地将程序拉入正常轨道，主要方法有：指令冗余、软件 “ 陷阱 ”、软件 “ 看门狗 ”等等。（１）指令冗余ＣＰＵ取指令过程是先取操作码，再取操作数在程序的关键地方人为的插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写称为指令冗余，通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的Ｎ０Ｐ指令。这样即使跑飞程序飞到双字节指令和三字节指令操作数上。由于窄操作指令ＮＯＰ的存在，避免了后面的指令被错误地执行，为程序纳入正轨做好准备。此外，对系统流向起重要作用的指令，如ＲＥＴ、ＲＥＴＩ、ＬＣＡＬＩ。、ＬＪ肝，ＪＣ等，可以在这些指令之后插入两条Ｎ０Ｐ指令，可将跑飞程序纳入正轨，以确保这些重要指令的执行。指令冗余只能使ＣＰＵ不再将操作数当作操作码错误地执行，却不能主动地将程序的错误执行方向扭转过来，要想纠止程序的错误执行方向，就需要下面的技术。（２）设计软件 “ 陷阱” 通常在程序存储器中未使用的ＥＰＲ０Ｍ空间填入窄操作指令Ｎ０Ｐ，最后再填入一条跳转指令，跳转到跑飞处理程序，或者直接填入指令ＬＪＭＰＯ０００Ｈ，当跑飞程序落到此区域。即可在执行一段空操作后转入正轨。如果未使用的ＥＰＲＯＭ空间比较大，可以均匀地填入几条空操作指令和跳转指令，这种几条空操作指令加一条跳转指令的结构我们称之为 “ 软件陷阱”。软件陷阱的一般结构为：

单片机应用系统的可靠性设计

单片机应用系统的可靠性设计
・９靠性设计
朱敏，俊新任
２０４）１６０（南京信息职业技术学院信息服务学院，江苏南京
摘要：简要地介绍了单片机应用系统可靠性的重要性，首先并分别给出了硬件可靠性、软件可靠性的概念及其区别。然后
Ｋｅｒｓｍｉｒｃｎｒｌｒｈｄａｅｒｌｉｔ；ｏｔａｅｒｌｉｔ；ｙｔｍ’ ｅｉｉｔ；ｏｔａｅｄｖｌｐｎｏｌｙｗｏｄ：ｃｏｏｔｌ；ａｗｅｉｌｙｓｆｒｅｉｌｙｓｓｅＳｒｌｌｙｓｆｒｅｅｏｍｅｔｔｏｏｅｒｒｂａｉｗｂａｉｂａｉｗ
对于一个成功的单片机应用系统来说，其结果的正确性、功能的完善性固然重要，系统本身的稳定性、但可靠性更为重要。
在许多项目开发过程中，由于开发前期没有对可靠性提出明确
① 硬件有老化现象。硬件老化是物理故障，是器件物理变
化的结果，它有浴盆曲线现象；软件不发生变化，没有磨损现象，
ｔｅｓｆｒｅｅｏｍｅｔｏｌｔｅｅｏｈｈｌｏｒｅａｅｅａｏａｅｅａａｅｙｈｏｔｅｄｖｌｐｎｏｓｏｄｖｌｐｔｅｗｏｅｃｕ，ｌｂｒｔｄｓｐｒｔｌ．ｗａｔｓｒ
ＡｂｔａｔＴｅｉｏｔｎｅｏｃｏｏｔｌｒａｐｉａｉｎｓｓｅ８ｒｌｂｌｙｉｉｔｏｕｅｒｅｙａｄｔｅｃｎｅｔｎａｄｔｅｄｆｅ－ｓｒｃ：ｈｍｐｒｃｆｍｉｒｃｎｒｌｐｌｔｙｔｍ’ ｅｉｉｔｓｎｒｄｃｄｂｉｆ，ｎｏｃｐｉｎｈｉｒａｏｅｃｏａｉｌｈｏ

单片机系统中复位电路的可靠性分析与设计

单片机系统中复位电路的可靠性分析与设计首先，在分析复位电路可靠性之前，有必要了解复位电路的基本原理。

复位电路的主要功能是在系统通电或特定条件发生时将单片机的复位引脚拉低一段时间，使单片机按照预定的状态重新启动，从而保证系统正常运行。

常见的复位电路包括普通复位电路、功率上复位电路、看门狗复位电路等。

复位电路可靠性的分析主要从以下几个方面入手：1.电源稳定性：复位电路的工作依赖于电源的稳定性。

如果电源波动较大，可能会导致复位信号不稳定，引起系统复位异常。

因此，建议在设计中增加稳压电路、滤波电路等措施，确保电源的稳定性和纹波小。

2.噪声干扰：单片机工作环境中存在各种噪声，如电磁干扰、射频干扰等，这些干扰可能导致复位电路误触发或失效。

为了解决这一问题，可以采用屏蔽措施、使用滤波电路或选择抗干扰能力较强的电路器件等。

3.瞬态故障：在系统工作过程中，可能会出现瞬态故障，例如电源电压的瞬间下降、电流的瞬间增加等，这些瞬态故障可能会导致单片机复位异常。

为了提高复位电路的可靠性，可以选择具有快速响应速度的复位电路器件，以及增加滤波电路等。

4.可靠性设计：在复位电路的设计中，还需要考虑电路的可靠性和容错性。

可以采用多级复位电路设计、冗余复位电路设计等方式，以提高系统的容错能力。

在设计复位电路时，需要根据具体应用场景的需求，选择合适的复位电路方案和元器件。

例如，在高可靠性要求场景下，可以选择使用看门狗复位电路，它可以根据系统的状态监测，自动产生复位信号；在对复位速度有较高要求的场景下，可以采用功率上复位电路，它可以在电源波动瞬间产生复位信号。

综上所述，单片机系统中复位电路的可靠性对整个系统的正常运行起着至关重要的作用。

在设计中，需要考虑电源稳定性、噪声干扰、瞬态故障等因素，并采取相应的设计措施，以提高复位电路的可靠性。

此外，根据具体应用场景的需求选择合适的复位电路方案和元器件也是提高可靠性的重要手段。

单片机软件可靠性之时间冗余解决方案

１１结构冗余．结构冗余是最常用的冗余技术，其实现方式来分析，静态冗按有
余、态冗余和混合冗余三种。动
１．信息冗余２信息冗余是以检测或纠正信息在运算或传输中的错误为目的，而
好的可靠性技术。
［］３徐仁佐．软件可靠性工程．北京：清华大学出版社．０７ — ２２０：１．４［］４覃毅，汤荣江，李治龙，单片机应用系统的软件抗干扰措施．计算机信等．微
图１指令复执流程
２
时间冗余的解决方案及实现
在软件可靠性技术中．指令复执技术是时间冗余的解决方案之指令复执的次数没有统一规定．一般可以采用两种方法来控制：第规定一个复执次数，果在规定次数内故障消失，复执成功；如则否
要】可靠性是系统性能评价中的主要指标之一。提高单片机软件的可靠性可以通过结构冗余、息冗余、信时间冗余和冗余附加技术等
方法来实现，中指令复执技术和等待重判技术是时间冗余的解决方案中常用的两种技术。其
【关键词】单片机软件可靠性；指令复执；等待重判
１提高单片机软件可靠性的方法
提高单片机软件可靠性的主要方法就是采用容错技术，现容错实

浅谈单片机控制系统的可靠性

浅谈单片机控制系统的可靠性作者：章檬来源：《城市建设理论研究》2013年第25期摘要：下文主要结合笔者多年的工作实践经验，针对单片机控制系统中的可靠性进行了探讨，提出了规范合理的系统设计和容错设计来提高系统的可靠性，同时对系统的干扰进行了介绍，并给出了硬件和软件抗干扰的措施，使单片机控制系统的工作可靠、稳定、高效。

关键词：可靠性容错干扰中图分类号：TN973.3 文献标识码：A 文章编号：1、规范合理的系统设计和容错设计单片机控制系统是完成一定控制功能的系统，有其工作任务、运行环境和持续运行时间。

设计中不仅要考虑系统运行的可靠性以及可维护性，还要考虑系统的性价比，为了保证系统的可靠持续运行，规范合理的系统设计和容错设计是非常重要的。

在单片机控制系统的设计中要求方案正确、易于实现。

系统的硬件和软件的功能分配合理不仅有利于系统的良好运行，而且有利于节约系统的开发成本，便于可扩展和可维护。

在满足系统性能指标和可靠性的前提下，元器件尽量选择廉价、性能优良、常见的元器件品种和型号，充分利用较好的系统设计方案来降低使用元器件的设计等级。

在系统的元器件的布局、印制板的布线以及电源和地线连接情况等都会对系统的运行性能和抗干扰能力产生影响。

软件设计要求模块化程序设计和结构化程序设计。

容错设计就是对故障予以容忍的设计。

因为单片机控制系统故障或出错是客观存在的，容错设计就是解除系统故障或出错影响措施。

实施的方法是投入超常规设计所需要的资源，以换取更高的系统可靠性。

2、单片机控制系统的干扰简介要解决单片机控制系统的干扰问题，必须对干扰的来源、类型等进行分析才能找到合适的抗干扰方法。

单片机控制系统是包含数字电路和模拟电路部分，因此受干扰的情况较复杂，不论是哪种信号，只要其中夹杂有干扰信号都会对单片机某个单元甚至使整个控制系统造成干扰或故障。

干扰的类型从单片机控制系统来看可以分为外部干扰和内部干扰两种。

外部干扰与系统结构无关，由外界环境决定的影响系统正常运行的因素，如空间、环境温度、湿度或磁的影响等；内部干扰是指由系统结构、制造工艺等决定的因素，如分布电容、分布电感引起的耦合，多点接地引起的电位差和电源系统引入的干扰等。

单片机软件设计注意事项与经验总结

单片机软件设计注意事项与经验总结在单片机软件设计中，有一些关键要点和经验总结可以帮助我们提高设计的效率和稳定性。

本文将总结一些单片机软件设计的注意事项和经验，以便程序员在开发过程中能够更好地应用。

1. 确定需求和设计目标在开始软件设计之前，首先要明确的是需求和设计目标。

清楚地了解项目的功能需求和性能要求，能够为后续的设计和编码提供明确的方向。

同时，也需要考虑硬件的约束条件，以便在软件设计过程中遵守这些限制。

2. 设计合理的软件架构软件架构是单片机软件设计的基础，它决定了系统的可扩展性和可维护性。

在设计软件架构时，需要遵循模块化、低耦合、高内聚的原则。

将整个系统划分为多个功能模块，每个模块之间的接口要清晰明了，以确保各个模块的独立性和可重用性。

3. 设计良好的软件接口软件接口是不同模块之间进行通信和数据传输的桥梁。

设计良好的软件接口可以提高系统的可靠性和可扩展性。

在设计软件接口时，需要考虑数据传输的安全性和稳定性，避免出现数据丢失、传输错误或者系统死锁等问题。

4. 代码规范和注释代码的规范性和可读性对于单片机软件设计非常重要。

良好的代码规范可以提高代码质量，并减少编码错误的可能性。

同时，注释也是一种良好的编码习惯，它可以帮助其他开发人员更好地理解代码的意图和功能。

在编写代码的过程中，应该遵守一定的编码规范，并为每个函数和模块增添必要的注释。

5. 错误处理和异常机制在单片机软件设计中，错误处理和异常机制是非常重要的一部分。

合理的错误处理机制可以帮助我们及时发现和修复软件中的错误，并提供良好的用户体验。

同时，异常机制也是一种保护系统稳定性的手段，当遇到意外情况时，能够优雅地退出程序或者进行相应的补救措施。

6. 内存管理和优化单片机的内存资源是有限的，因此在软件设计中需要合理地进行内存管理和优化。

应该尽量避免内存泄漏和内存溢出等问题，并选择合适的数据结构和算法以提高内存的利用率和程序的执行效率。

7. 充分测试和调试在开发单片机软件时，充分的测试和调试是不可或缺的一步。

单片机控制系统的可靠性设计

Ｖｉｆｅｖｉ）ｎｅｒｐｏｄｅｄ（ｄｉｔｒｔ１ｏｕ
ｆＨ＝：Ｔ０Ｈ０／人高８／填位／入高８／填位Ｔ０Ｌ０Ｌ：：
１软件可靠性的设计
１１程序运行监视系统．
ＷＤＲＴ０ｅ／ＴＳ：Ｘ１：／复位看门狗定时器
系统可靠性是指应用系统在规定的时间内．完成规定任务的能力．单片机系统大多用于外围环境恶劣的工业控制环境．系统的可靠性设计是影响整个系统能否正常运行的重要因素．片机系统的可单靠性设计可从以下三个方面加以设计：硬件系统设计、软件设计以及电路板图设计．
常用的有两种方式：１程序判断滤波，方法是建（）其
立在对具体控制对象的实际情况分析基础上．根据对编入程序中的生产丁艺机理的分析或现场经验确定两次采样可能出现的最大偏差 △ｘ．若超过 △Ｘ．
执行的监控程序处．Ｔ定时选择要依情况而ＷＤ的定，般从毫秒级到秒级。一设计完善的ＷＤＴ电路可以分设不同的定时供用户选择．时时间的选择应定
间间隔ＸＷＤ进行清零．￣Ｔ这样就不会发生ＷＤ的定Ｔ
境的干扰源比较多．在检测￣ＡＤ化器的传输线＇／转ｉ上一般需要加一个ＲＣ低通滤波器．但对于频率很 —

浅谈提高单片机系统运行的可靠性

雷击。
4.4 软件字滤术数波技
在直流电源电路中由于单片机及一些存储器、接口电路等都是数字电路，所以在电源电路会产生峰值很大的尖峰电流，直接干扰单片机正常工作。利用电感电容等元件可以消除此类噪声，这种方法称为滤波技术，软件数字滤波是通过程序设计对单片机数据采集部分输人的信号进行加工处理，以达到抗干扰的目的。可分别采取程序判断滤波法、算术平均滤波法、递推平均滤波法、中位值滤波法和防脉冲干扰平均值滤波法实现。 4. 5 输出端口刷新单片机的1 0 口 / 常受到外部信号的千扰，在程序中周期性地添加输出端刷新指令，可以降低干扰对输出口状态的影响。在程序中指定RAM 单元，存储输出口当时所处的状态，在程序运行过程中根据这些RAM单元的内容去刷新 1/ 0 口。 4 .6 睡眠抗干扰 CPU 在很多情况下是处于等待状态，这时，它虽然没有工作但却清醒，很易受干扰。若让 CPU 在无正常工作时休眠，必要时再由中断系统来唤醒它，可以使其受到的干扰大大降低，同时功耗也大大降低。
机系统的可靠性进行探讨。
去祸电容。
3.3 屏蔽抗干术扰技
屏蔽是指用屏蔽体把通过空间进行电场、磁场或电磁场祸合的部分隔离开来，割断其空间场的祸合通道，可大大降低噪声祸合，取得较好的抗干扰效果。屏蔽的方法通常是用低电阻材料作成屏蔽体，把需要隔离的部分包围起来。静电屏蔽的方法一般是在电容祸合通道上插入一个接地的金属屏蔽导体，由于金属屏蔽导体接地，其中的干扰电压为零，从而隔断了电场千扰的原来祸合通道。磁场屏蔽一般采用导磁率高的材料作屏蔽体，利用其磁阻小的特点，给干扰源产生的磁通提供一个低磁阻回路，并使其限制在屏蔽体内，从而实现磁场屏蔽，并且最好采用一定间隔的两