单片机系统的可靠性技术

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单片机应用系统的可靠性技术研究

中图分类号：Ｐ６．Ｔ３８１
．
文献标识码：Ａ
文章编号：６１７６（０２０４０６０１７－８４２１）２３１－２
々－・．・．・．・・－・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・一牛牛夺々 ÷ 专孛 ÷ 幸幸夺 ÷ 专争 ÷ 寺夺寺牵孛夺 ÷ 夺牛夺幸夺 ÷ 夺夺幸夺
当干扰侵入单片机系统的前向通道叠加在信号上时，
２单片机应用系统的硬件抗干扰设计
２１供电系统．
会使数据采集误差增大，特别是前向通道的传感器接口是小电压输入时，此现象会更加严重。
１２程序运行失常．是控制状态失灵。在单片机系统中，由于干扰的加
言
在实验室里设计的控制系统，安装、在调试后完全符合设计要求，把系统置人现场后，但系统常常不能稳定工作。产生这种情况的原因主要是现场环境复杂和各种各样的电磁干扰，以单片机应用系统的可靠性设计、干所抗扰技术显得十分重要。工业现场环境中的干扰是以脉冲的形式进人单片机系统的。空间干扰多发生在高电压、电流、大高频电磁场附近，过静电感应、并通电磁感应等方式侵入系统内部；供电系统干扰是由电源的噪声干扰引起的；过程通道干扰是干扰通过前向通道和后向通道进入系统的。干扰一般沿各种线路侵入系统。另外，系统接地装置不可靠，也是产生干扰的重要原因；类传感器、入输出线路的绝缘损各输

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，

提高单片机应用系统可靠性的软件技术

误差加大，至控制失常甚（）３数据受干扰发生变化
单片机应用系统抑制电磁干扰的技术分为硬件和
软件两个方面，往主要侧重于采用硬件技术，电磁以如
在单片机应用系境中．序及表格、数均存放在程常ＥＲＭ中，免了这些数据受＿破坏，片内ＲＭ、ＰＯ避Ｆ扰但Ａ外扩ＲＡＭ以及片内ＳＲ等的状态都有可能受外界干扰Ｆ而变化。根据干扰窜入的途径、干扰数据的性质不受同，系统受损坏的情况也不同，能造成数据误差、控可使制失灵改变程序状态、变某些部件（定时器／数改如计器、串行口等）工作状态，可能破坏与中断有关的专的还用寄存器内容，而改变中断设置方式，闭某些有用从关
ｗｎ－ｎｅｅｅｃｅｈｏｏｙｔｌａｌｅｔｅｒｌａｆ￣ｆＰａｒｈａｏｙｔｍｓｍａｔｉｔｒｒｎｅｔｃｎｌｇｏＬｌｌｈｉｂｙｉＳｌｃｆｎｓｓｅｉｆ￣ｈｏｅｌｎｐｉＫ目ｗｏｄｒｓ：ＳＣＰ；ＲｅｉｂｉｔＥＭＩＳｆｒｔ－ｔｒｅ＇ｎｅｌａｌｙ：ｉ：ｏｔｅＡｎｉｉｅｆａｃｗａｎｅ
摘
要：软件抗干扰技术是抑制电磁干扰的重要手段。首先分析了电磁干扰对单片机应用乐统连成干

单片机测控系统的可靠性分析

单片机测控系统的可靠性分析裴古英(兰州交通大学电子与信息工程学院甘肃兰州730070)i l_一戳盛YV A L LE工电子科掌[摘要】通过对干扰源的分析，讨论在单片机测控系统中硬件系统和软件系统可靠性与整个系统可靠性的关系。

采用软硬件协同设计方法，将硬件与软件抗干扰相结合，可以设计出稳定可靠的单片机测控系统。

【关键词]单片机测控系统软硬件协问设计可靠性中图分类号：TP202．1文献标识码t A文章编号：1671--7597(2008)'110025--01一、，I■近年来，人们在不断完善单片机测控系统硬件配置的基础上，对系统受干扰的原因进行分析，对提高系统抗干扰能力的方法进行探讨，不仅具有一定的理论意义。

也有很高的实践价值。

=、曩件鬃统可童性硬件系统可靠性从技术的角度上来讲，主要指硬件的冗余技术。

在工业生产中所出现的干扰一般是以脉冲的形式进入单片机系统的，渠道主要有三条，即空间干扰(场干扰)，过程通道干扰和供电系统干扰。

空间干扰是通过电磁波辐射进入系统的，过程通道十扰是通过与主机相连的前向通道、后向通道以及与其它主机相连的通道进入的．在一般的情况下，空间干扰的强度上要远小于其他两个渠道的干扰，而且可以通过良好的屏蔽、正确的接地和高频滤波加以消除。

因此重点应放在防止供电系统和过程通道的干扰上[1]。

厂至面砷—一门影响单片机测控系统可靠性的因素，有一I单I45％来自系统设计。

为了保证测控系统的可靠陌酉柔蠹罕习———+I：I性，在对电路设计时，应进行最坏情况的设计一l：I各种电子元件的特性不可能是一个恒定值，总是一I统I在其标注值的上下有一个变化的筢围。

同时，电恒里型篁王到———◆口源电压也有一个波动范围，最坏的设计(指工作图l单片机测控系统环境最坏情况下)方法是考虑所有元件的公差，的主要干扰渠道并取其最不利的数值。

核算电路的每一个规定的特性。

如果这一组参数值都能保证正常工作，那么在公差范围内的其它所有元件值都能使电路可靠地工作。

PIC单片机应用系统可靠性技术探究

PIC单片机应用系统可靠性技术探究摘要:PIC系列的单片机因为抗干扰能力强、适用性佳、指令集简洁、功能完备、功耗较低、体积较小以及成本低廉等优势，被广泛地用于工业控制仪表、汽车电气控制、电机控制、通信领域以及家电领域等。

不管应用于何种领域，高度的可靠性均是必需的条件之一。

本文从增强PIC单片机自身的抗干扰作用和增设程序（指令）两个方面分析和探讨了PIC单片机应用系统的可靠性技术问题。

关键词:PIC单片机可靠性技术抗干扰程序后者指令PIC单片机应用系统的可靠性问题具有高度的系统性，我们应该从多个角度来考虑和处理，单一解决某一个方面的问题，无法从根本上保证PIC单片机的可靠性。

一般而言，我们需要综合考虑硬件设计和软件增强这两个方面来保证PIC单片机的可靠性。

尤其在硬件方面的可靠性设计是确保PIC单片机应用系统具有高度可靠性的前提与基础。

1 提高PIC单片机的抗干扰水平1.1 启用WDTWDT，WatchdogTimer，监视定时器，俗称“看门狗”，它是一个内部RC时钟信号源的累加计数器，独立于其它单元，其计时周期约为18ms左右。

PIC单片机为了有效解决程序失控问题，才用了WDT解决方案。

程序之所以出现失控问题，主要是因为PIC单片机在实际应用过程中，电磁干扰、软件故障、电源电压叠加噪声以及电源电压波动等因素均会对程序的正常运行产生干扰作用，使之偏离预定的运行线路。

WDT发挥作用的原理是，PIC单片机处在休眠状态时，如果WDT超时溢出，则会唤醒PIC单片机使其进入正常的工作状态;PIC单片机执行程序期间，如果WDT超时溢出，PIC单片机便会自动执行复位动作。

我们可以利用定义系统配置字CONFIG中WDTE 位的形式来决定是否启用WDT，设置“WDTE=1”时，则WDT处于开启状态;设置“WDTE=0”，则WDT处于关闭状态。

1.2 复位功能PIC系列的单片机预设有多种的复位方式，合理设置复位功能，对于提高PIC单片机应用系统的可靠性裨益良多。

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

单片机控制系统的可靠性探讨

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
的电磁干扰，磁场屏蔽目的是消除或抑制直流或低频交流磁场与被干扰回路的磁耦合。对磁场进行屏蔽主要采取方法：采用高磁导率材料的屏蔽体、反向电流或涡流实现磁屏蔽；强磁场的屏蔽可以采用双层屏蔽结构；电磁场屏蔽主要是针对电磁波干扰的措施．对于电场波的屏蔽，以反射衰减为主；磁场的屏蔽，以吸收
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，容错设汁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
｝生，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。关键词单片机控制系统可靠性容错干扰近年来，单片机在工业自动化、生产过程控制、智能仪器仪表等领域的应用越来越广泛，对单片机控制系统的可靠性要求越来越高。但是，由于单片机控制系统的工作环境往往复杂、恶劣，这对系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。单片机主要应用在微型计算机控制系统中，或者是在计算机控制系统中位于现场控制级，其工作需要具有较高的可靠性，但是单片机往往处于被干扰的环境中。所谓干扰就是有用信号以外的噪声或造成单片机控制系统不能正常运行的破坏因素。本文主要对单片机控制系统可靠性进行一些探讨。

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

维普资讯
微电脑应用
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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。

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