从六方面提高单片机系统的抗干扰能力

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提高单片机系统的抗干扰能力

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柏承宇
（西安铁路职业技术学院，陕西西安７１００１４）【摘要ｌ单片机在很多领域得到非常广泛的应用，对其可靠性也提出了较高的要求，在单片机系统受到干扰时，就会导致程
序失控。简要分析了单片机干扰的来源，并就单片机如何从硬件及软件两方面进行抗干扰给出了一些看法．
【１］余发山．单片机原理及应用技术［Ｍ］．中国矿业大学出版社，２００４【２］吴晓苏，张中明．单片机原理与接口技术［Ｍ］．人民邮电出版社，
２００９
万方数据
企业导报２０１１年１月（上）２９３
提高单片机系统的抗干扰能力
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：柏承宇西安铁路职业技术学院,陕西,西安,710014 企业导报 GOUFANG ZHINAN 2011(1)
【关键词】单片机；抗干扰一、干扰的主要来源工业现场环境中干扰是以脉冲的形式进入单片机系统的，其主要渠道有三条，即空问干扰、供电系统干扰，过程通道干扰。空间ｆ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；供电系统干扰是由于电源的噪声十扰所引起的；过程通道干扰是于扰通过前向通道和后向通道进入系统。干扰一股沿各种线路侵入系统，系统接地装置不可靠，也是产生干扰的重要原因；各类传感器、输入输出线路的绝缘损坏均有可能引入干扰。二、单片机系统抗干扰分析１．单片机硬件抗干扰。（１）开关电源设计。一是减少环路面积，要求开关电源在～次整流回路中二极管与变压器彼此靠近，在二次整流回路中，二极管、变压器和输出电容彼此靠近。二是在电源输入端连接低通滤波器。滤波高次谐波以改善电源波形，这样既可抑制开关电源产生并向电网反馈的干扰，也可抑制来自电网的噪声对电源本身的侵害；在开关电源次级加低通滤波器可吸收变压器产生的浪涌电压。三是采用变压器双隔离（初、次级屏蔽）措施减少分布电容，提高系统抗共模干扰能力。（２）电磁辐射防干扰的设计。众所周知，在电场中电场强度与距离的平方存在着一个反比的关系，防止电磁辐射干扰最有效方法之一就是使小信号和数字信号离干扰源尽可能的远，将控制器屏蔽起来，即将控制器装入一个屏蔽的金属盒子中，再将金属盒的外壳与大地相连接，这样电磁辐射不会再影响到控制器件的正常工作。（３）电路板的抗干扰设计。在电路板设计时，为降低系统各连线之间的分布参数，单片机采用的电路板最好选用４层以上，采用分层处理的布线设计，中间两层为电源及地；注意将强、弱电路分开，不要把它们设计在一块电路板上，特别是系统中采样信号取自２２０Ｖ交流电，更应注意防止交流干扰及高压放电；电源线的走向尽量与数据传递方向一致，将正负载流的导线分别布在电路板的两面，设法使两个载流导体平行；将模拟地与信号地分离，接地线应尽量加粗，在印制电路板的各个关键部位配置去耦电容器。（４）接地设计。单片机系统中接地是一个非常重要的问题，有利于系统稳定工作。在单片机系统中主要有模拟地和数字地两种地线。由于模拟地与电网直接相连，为“火地”，故会串入电网中的各种干扰，数字地富含各种高次谐波并具有较强辐射作用。常见的接地方法有：一是一点接地和多点接地。在接地设计时，当系统工作频率小于ｌ姗ｚ时，屏蔽线应采用一点接地；当系统工作频率在１Ｍｔｌｚ～ｌＯｌ吁ｌｚ时，屏蔽线应采用多点接地。二是将机箱的外壳与屏蔽层直接接地，以起到防漏电的效果。三是数字地和模拟地应分开接地，最后在一点接于电源端接地线。２．单片机软件抗干扰。（１）指令冗余设计。在ＣＰＵ受到干扰后，会将一些操作数作为指令码来执行，导致程序紊乱。指令冗余是指在程序的关键地方插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写。ＮＯＰ指令的插入是指令冗余设计的一种主要方式，ＭＣＳ一５１系列的所有指令都不超过３字节，且大部分单字节指令，因此在双字节指令和３字节指令后插入２字节以上的ＮＯＰ指令，即使程序“乱飞’，；客到操作数上，由于存在空操作指令ＮＯＰ，就可以使程序自动纳入止轨。（２）软件陷阱的设计。软件陷阱就是用一条引导指令，该指令强行将捕获的程序引向错误处理程序或复位地址００００Ｈ。就是当单片机在执行程序过程中受到干扰使ＣＰＵ离开原有的“轨道”乱飞进入非程序区，冗余指令就失去了作用。此时可通过软件陷阱迫使程序强制跳转到错误处理程序，使程序重新纳入正轨，提高单片机的可靠性。但在单片机系统中不能随意设置软件陷阱，否则会打断程序的正常流程，造成程序执行紊乱，一般放置在空白的ＥＰＲＯＭ区域和一些跳转指令等断点（如在ＲＥＴ指令之后）。（３）看门狗技术。在系统运行时启动看门狗计数器，看门狗就开始自动计数，到了规定时间如果没有够计数器重新置初值，看门狗计数器就会溢出从而引起看门狗中断，使系统复位。（４）开机自检。开机自检程序通常包括对ＲＡＭ、ＲＯＭ和Ｕｏ口状态的检测。在编制程序时将ＲＡＭ或ＲＯＭ中的内容分区存放，在程序运行初始或中间过程经常对这些数据进行比较检查，若发现数据出错，则重写这些数据。（５）延时抖动技术。单片机系统可能会遇到强干扰，如浪涌电压、电源过压、欠压以及尖峰干扰等，在软件设计中可采取措施加以避开，当干扰到来时，使ＣＰＵ暂停工作，待干扰过后再恢复ＣＰＵ工作。抗干扰技术是单片机系统设计过程中的重要环节，合理的使用软件、硬件抗干扰技术，可使系统最大限度地避免干扰的产生，使系统恢复正常，保证系统长期稳定可靠的工作。参考文献

如何提高单片机的抗干扰能力

如何提高单片机的抗干扰能力王业胜(集宁师范学院物理系,内蒙古乌兰察布 012000)摘要:列举了一些单片机系统因干扰而不能正常工作的实例,针对产生原因进行了系统分析,并在结合工程实践的情况下,提出了解决问题的方法,对提高单片机系统的稳定有积极意义。

关键词:单片机;抗干扰;设计中图分类号:T P368.2 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2014)05—0093—01单片机是一种应用十分广泛的单芯片计算机,随着智能化产品的不断普及,单片机的应用技术日益广泛,所以单片机技术已经成为当今社会迫切需求的一门重要实用技术。

虽然单片机有着很多优点,且应用相当广泛,但是从事单片机开发确实是一件不容易的事情,开发者常常会遇到这样的问题,在实验室环境下单片机系统运行非常正常,但是在批量生产后或者在应用现场,却出现了程序运行失常、误动作等不规律的异常现象,剖析其原因主要是因为设计时,对于抗干扰方面的问题重视不够,考虑不全面造成的。

对单片机系统的干扰,可以归纳成两大因素:环境因素和设计因素,主要体现在以下几个方面:电源产生的干扰、通道产生的干扰、空间电磁波产生的干扰、P C B设计的合理性、软件设计的合理性等。

笔者从干扰来源出发,分析干扰产生的原因,并且针对不同的干扰类型,确定需要采取的抗干扰措施,从而提高单片机系统的抗干扰能力。

1 电源引起的干扰及抗干扰措施来自电源方面的干扰:①近些年来电网的负载构成复杂,在电网上产生了非常多的干扰源,这些干扰来自电子整流器、家用电器等电气设备,这些设备在电网上形成了很多高频谐波。

这一点用收音机就能证明,大家打开收音机的中波波段会听到很多干扰噪声,有时甚至会无法正常收听,但是在电网停电时收音机中却非常寂静,这足可以证明来自电网的干扰是非常严重的。

②近些年的很多电子设备多使用开关电源,这种电源成本低、效率高,但是这种电源的工作频率非常高,更容易形成干扰,其原因在于高频率信号更容易向外辐射。

单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍（2）

单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍（2）单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍提高单片机系统抗干扰能力的主要手段1.接地这里的接地指接大地，也称作保护地。

为单片机系统提供良好的地线，对提高系统的抗干扰能力极为有益。

特别是对有防雷击要求的系统，良好的接地至关重要。

上面提到的一系列抗干扰元件，意在将雷击、浪涌式干扰以及快脉冲群干扰去除，而去除的方法都是将干扰引入大地，如果系统不接地，或虽有地线但接地电阻过大，则这些元件都不能发挥作用。

为单片机供电的电源的地俗称逻辑地，它们和大地的地的关系可以相通、浮空、或接一电阻，要视应用场合而定。

不能把地线随便接在暖气管子上。

绝对不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线混淆。

2.隔离与屏蔽典型的信号隔离是光电隔离。

使用光电隔离器件将单片机的输入输出隔离开，一方面使干扰信号不得进入单片机系统，另一方面单片机系统本身的噪声也不会以传导的方式传播出去。

屏蔽则是用来隔离空间辐射的，对噪声特别大的部件，如开关电源，用金属盒罩起来，可减少噪声源对单片机系统的干扰。

对特别怕干扰的模拟电路，如高灵敏度的弱信号放大电路可屏蔽起来。

而重要的是金属屏蔽本身必须接真正的地。

3.滤波滤波指各类信号按频率特性分类并控制它们的方向。

常用的有各种低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。

低通滤波器用在接入的交流电源线上，旨在让50周的交流电顺利通过，将其它高频噪声导入大地。

低通滤波器的配置指标是插入损耗，选择的低通滤波器插入损耗过低起不到抑制噪声的作用，而过高的插入损耗会导致“漏电”，影响系统的人身安全性。

高通、带通滤波器则应根据系统中对信号的处理要求选择使用。

印制电路板的布线与工艺印制电路板的设计对单片机系统能否抗干扰非常重要。

要本着尽量控制噪声源、尽量减小噪声的传播与耦合，尽量减小噪声的吸收这三大原则设计印制电路板和布线。

当你设计单片机用印制电路板时，不仿对照下面的条条检查一下。

印制电路板要合理区分，单片机系统通常可分三区，即模拟电路区(怕干扰)，数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)，功率驱动区(干扰源)。

加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施

加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的措施如今二十一世纪，科技的水平不断提高，与此同时，PLC控制系统的应用范围也越来越广。

单片机随着电子产品的不断发展，单片机的自身性能得到了显著的提高。

不论是在处理能力上还是抗干扰能力方面，单片机的性能都得到了飞速的提高。

单片机作为计算机中重要的组成部分，分析它的PLC控制系统的抗干扰能力有着关键性的意义。

因此文章主要分析了影响PLC控制系统的抗干扰能力的具体因素，通过进一步分析和探讨，从而提出了相应的加强单片机PLC控制系统抗干扰能力的具体措施。

标签：单片机；PLC控制系统；抗干扰能力；措施PLC控制系统以其自身的独特优势，工作稳定、运行可靠、控制力强、技术成熟等特点赢得了很多商家的青睐。

在单片机的应用中，PLC控制系统已经成为了其组成中的重要组成部分。

单片机主要利用PLC必备的编程接口来进行通信，使用LCD作为用户的界面，界面中可以显示出PLC的工作状态、工艺参数，也可以使用相应的按键来设置具体的工艺参数。

PLC控制系统确实在单片机中得到了广泛的应用，但是在应用的时候，也难免会出现各类的问题，尤其是其中有很多干扰源，严重影响了单片机PLC控制系统的抗干扰能力。

做好相應的抗干扰措施，对于加速单片机的发展有着至关重要的意义。

1 影响单片机PLC控制系统的干扰因素影响单片机PLC控制系统的干扰因素很多，在使用的过程中需要注意多方面，只有综合了各方面影响因素，才能更好地做好相应的防护措施。

以下就主要分析具体的干扰因素：（1）电源波形的畸变干扰。

在PLC控制系统中多是采用GRT、GTO等电力半导体器件，这些半导体器件在工作的时候容易产生谐波、噪声等多种干扰，这些干扰也正是导致电源波形畸变的主要原因。

进而对PLC 控制系统产生一定的干扰。

（2）电路耦合干扰。

电路耦合干扰是由于回路公共阻抗发生耦合从而产生电流，该过程中所产生的一些电流自然对PLC控制系统产生一定的干扰。

发生耦合的主要原因是PLC接地点的选择不当或者是接地不良造成的。

单片机应用系统的抗干扰方法

单片机应用系统的抗干扰方法要消退单片机应用系统的干扰，只要去掉干扰形成的三个基本条件（干扰源、传播路径、敏感器件）之一即可，内部的干扰源可以通过合理的电气设计在肯定程度上予以消退，外部干扰源则实行屏蔽、接地、隔离等措施予以消退或切断。

抗干扰设计的主要工作是围绕这一部分绽开的，上述三个部分也不是肯定划分的，通常一个系统的抗干扰措施是多方面的综合以达到最佳的效果。

在实践中，单片机应用系统的抗干扰设计一般是通过硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计两种途径来实现的。

硬件假如设计得当，就可以将绝大部分干扰拒之门外，但仍旧会有少量干扰，所以软件措施必不行少。

由于软件措施是以占用CPU为代价的，假如没有硬件消退绝大部分干扰，CPU将疲于奔命，严峻影响系统的工作效率和实时性。

因此一个抗干扰性良好的单片机应用系统则是由硬件设计和软件开发相辅相成而构成。

1.硬件抗干扰设计① 电源电路单片机系统使用的电源，一般都是由电网的工频沟通电源经降压、整流、滤波等环节后供应。

由于电网的影响以及生产现场大容量电气设备的开停，会使沟通电压中含有高频成分、浪涌电压、尖峰脉冲或者发生较大幅度的电压波动。

这些因素都将导致干扰通过电源途径影响系统的正常工作。

电源做得好,整个电路的抗干扰工作就完成了一大半。

很多单片机对电源噪声很敏感,因此,应采纳抗干扰的开关电源或给单片机电源加滤波电路或稳压器,以削减电源噪声对单片机的干扰。

电源线的布置除了要依据电流的大小，尽量加租导体宽度外，还要使电源线、地线的走向与数据传递的方向全都。

这将有助于增加抗噪声的力量。

每种型号的单片机都有一个稳定工作的电压范围，例如凌阳SPCE061A单片机工作电压为3.3V～5V ,超出这个范围将消失特别。

② 硬件复位电路图1 采纳MAX6827的复位电路复位电路是最简单受干扰的(由于CPU 内部的复位电路的阻抗都比较高,为10～50kΩ) ,影响也是最大的。

因此,必需实行抗干扰措施。

如何解决单片机的抗干扰问题

如何解决单片机的抗干扰问题随着单片机的发展，单片机在家用电器、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。

然而处于同一电力系统中的各种电气设备通过电或磁的联系彼此紧密相连，相互影响，由于运行方式的改变，故障，开关操作等引起的电磁振荡会波及很多电气设备。

这对我们单片机系统的可靠性与安全性构成了极大的威胁。

单片机测控系统必须长期稳定、可靠运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大损失。

因此单片机的抗干扰问题已经成为不容忽视的问题。

1 干扰对单片机应用系统的影响1.1测量数据误差加大干扰侵入单片机系统测量单元模拟信号的输入通道，叠加在测量信号上，会使数据采集误差加大。

特别是检测一些微弱信号，干扰信号甚至淹没测量信号。

1.2 控制系统失灵单片机输出的控制信号通常依赖于某些条件的状态输入信号和对这些信号的逻辑处理结果。

若这些输入的状态信号受到干扰，引入虚假状态信息，将导致输出控制误差加大，甚至控制失灵。

1.3 影响单片机RAM存储器和E2PROM等在单片机系统中，程序及表格、数据存在程序存储器EPROM或FLASH中，避免了这些数据受干扰破坏。

但是，对于片内RAM、外扩RAM、E2PROM 中的数据都有可能受到外界干扰而变化。

1.4 程序运行失常外界的干扰有时导致机器频繁复位而影响程序的正常运行。

若外界干扰导致单片机程序计数器PC值的改变，则破坏了程序的正常运行。

由于受干扰后的PC 值是随机的，程序将执行一系列毫无意义的指令，最后进入“死循环”，这将使输出严重混乱或死机。

2 如何提高我们设备的抗干扰能力2.1 解决来自电源端的干扰。

单片机应用系统抗干扰技术重点要求

㈡常用软件抗干扰措施：
1.开机自检 2.软件陷阱(程序“跑飞”检测) 3.设置程序运行状态标记 4.输出端口刷新
5.输入多次采样
6.数据滤波
7.指令冗余
8.软件“看门狗”
1、开机自检
开机后首先对单片机系统的硬件及软件状态进行检测，一旦发现不正常，就进行相应的处理。开机自检程序通常包括对RAM、ROM、I/O通道等的检测。
软件陷阱 NOP NOP NOP LJMP FLY
⑴ 程序存储器未使用区域的代码数据: FFH 相当指令：MOV R7,A
0000H
. . . .
FF FF FF FF FF
有程序区
无程序区
07FFH
⑵ 在程序存储器未使用的区域设软件陷阱
设有4K地址范围：0000H～0FFFH，空区域0800H ～0FFFH ORG 0800H NOP ；软件陷阱 0000H . NOP . NOP . LJMP FLY 07FFH . ORG 0C00H NOP 0800H NOP NOP ；软件陷阱 NOP NOP LJMP NOP FLY_h LJMP FLY
脉冲
DOG
CPU RESET
· · ·
RESET
“喂狗”过程一般安排在监控循环或定时中断中，如果有比较长的延时子程序，则应该在其中插入“喂狗”过程。目前有很多单片机在内部已经集成了片内的硬件WATCHDOG电路，使用起来更为方便。对于片内看门狗，是通过两条特定的赋值指令来完成。此外，也可以也可以用软件程序来形成WATCHDOG。
求和区 . . .
00
⑵ ROM检测程序
ROMT1:MOV DPTR,#0000H MOV R2,#20H MOV B,#0 R0MT2: CLR A MOVC A,@A+DPTR XRL B,A INC DPTR MOV A,DPL JNZ ROMT2 DJNZ R2,ROMT2 MOV A,B RET ;首地址

探讨单片机控制系统的抗干扰措施

探讨单片机控制系统的抗干扰措施摘要：单片机控制系统是一种监控功能强、可靠性高、方便使用的自动控制系统，在多种领域受到广泛应用。

在进行单片机控制系统应用时，为了提高控制的有效性，需要避免单片机控制系统受到其他因素的干扰。

通过分析单片机控制系统的主要干扰来源，可以有针对性地制定抗干扰措施，避免单片机控制系统在运行中受到干扰，造成不必要的生产问题。

关键词：单片机；控制系统；抗干扰措施一、单片机控制系统干扰源分析单片机作为工业生产运行系统中非常重要的构成部分之一，由单片机所构成的控制系统必须具备较高的灵敏度。

但同时，灵敏度越高，则意味着系统可能引入干扰因素越多。

特别在强噪声环境下，被测信号可能被淹没，影响测量效果的实现。

工业现场应用中，存在大量且多类型的干扰源，这些干扰源以一种或多种方式对计算机测控系统产生影响，导致整个控制系统性能指标无法满足设计要求，进而对测量控制结果的可靠性产生不良影响，必须引起高度重视。

结合单片机控制系统的实际运行情况来看，在单片机控制系统工业现场应用中，所承受干扰以电磁能量干扰为主。

具体而言，单片机控制系统内外部干扰源主要包括以下几个方面：第一是无线电设施所产生射频干扰；第二是发动机装置上高压点火线圈向外辐射磁场强度大且频带宽的电磁波信号干扰；第三是单片机内部晶振电路干扰；第四是外部交流电路系统中所产生工频信号干扰；第五是数字电路本身门电路频繁的导通、截止造成电源地线在电流变化因素作用下所产生高频电磁干扰。

二、抗干扰的措施2.1软件抗干扰措施在单片机运行时，会有少数的干扰进入单片机控制系统，软件抗干扰措施必不可少。

因为软件抗干扰措施是以CPU为代价的，所以，如果没有硬件抗干扰措施来消除绝大多数的干扰，CPU就会一直忙碌，没有精力进行正常工作，进而严重影响单片机系统的工作效率与实时性。

下面介绍几种CPU解决抗干扰的措施。

2.1.1人工复位针对于失控的CPU,最简单的方法就是让CPU进行复位，使程序自动从OOOOH开始执行。

单片机系统常用软件抗干扰措施

单片机系统常用软件抗干扰措施可靠性设计是一项系统工程，单片机系统的可靠性必须从软件、硬件以及结构设计等方面全面考虑。

硬件系统的可靠性设计是单片机系统可靠性的根本，而软件系统的可靠性设计起到抑制外来干扰的作用。

软件系统的可靠性设计的主要方法有：开机自检、软件陷阱(进行程序“跑飞”检测)、设置程序运行状态标记、输出端口刷新、输入多次采样、软件“看门狗”等。

通过软件系统的可靠性设计，达到最大限度地降低干扰对系统工作的影响，确保单片机及时发现因干扰导致程序出现的错误，并使系统恢复到正常工作状态或及时报警的目的。

一、开机自检开机后首先对单片机系统的硬件及软件状态进行检测，一旦发现不正常，就进行相应的处理。

开机自检程序通常包括对RAM、ROM、I/O口状态等的检测。

1□检测RAM检查RAM读写是否正常，实际操作是向RAM单元写“00H”，读出也应为“00H”，再向其写“FFH”，读出也应为“FFH”。

如果RAM单元读写出错，应给出RAM出错提示(声光或其它形式)，等待处理。

2□检查ROM单元的内容对ROM单元的检测主要是检查ROM单元的内容的校验和。

所谓ROM的校验和是将ROM的内容逐一相加后得到一个数值，该值便称校验和。

ROM 单元存储的是程序、常数和表格。

一旦程序编写完成，ROM中的内容就确定了，其校验和也就是唯一的。

若ROM校验和出错，应给出ROM出错提示(声光或其它形式)，等待处理。

3□检查I/O口状态首先确定系统的I/O口在待机状态应处的状态，然后检测单片机的I/O口在待机状态下的状态是否正常(如是否有短路或开路现象等)。

若不正常，应给出出错提示(声光或其它形式)，等待处理。

4□其它接口电路检测除了对上述单片机内部资源进行检测外，对系统中的其它接口电路，比如扩展的E2PROM、A/D转换电路等，又如数字测温仪中的555单稳测温电路，均应通过软件进行检测，确定是否有故障。

只有各项检查均正常，程序方能继续执行，否则应提示出错。

单片机控制系统的抗干扰与安全措施

单片机控制系统的抗干扰与安全措施
单片机控制系统在现代电子设备中得到广泛应用，其具有高效、稳定的特点。

然而，由于外部环境的干扰和可能发生的安全问题，需要采取一系列措施来保证单片机控制系统的抗干扰能力和安全性。

为了提高单片机控制系统的抗干扰能力，可以采取以下措施。

为了保证单片机控制系统的安全性，需要采取以下措施。

首先，加密和验证系统的软件和固件，以防止未经授权的访问和篡改。

除了上述措施，还可以采用其他方法来提高单片机控制系统的抗干扰性和安全性。

例如，可以采用冗余设计和备份机制，确保系统在部分故障或攻击情况下仍能正常工作。

此外，定期进行系统的维护和检修，更新软件和固件，修复已知的漏洞和问题。

另外，对系统进行严格的测试和验证，确保系统在各种条件下都能正常工作和抵抗干扰。

单片机控制系统的抗干扰和安全措施至关重要。

通过合理的电路设计、元器件选择和系统设置，可以有效提高系统的抗干扰能力。

同时，通过加密、验证、权限管理和安全监控等措施，可以确保系统的安全性能。

此外，采用冗余设计、备份机制和定期维护等方法，可以进一步提高系统的可靠性和安全性。

综合运用这些措施，可以构建出具有较高抗干扰性和安全性的单片机控制系统，为各种电子设备的正常运行提供保障。

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。

单片机的抗干扰措施

单片机的抗干扰措施1单片机自身的抗干扰措施研制-------------------------------------------------------------------------为提高单片机本身的可靠性。

近年来单片机的制造商在单片机设计上采取了一系列措施以期提高可靠性。

这些技术主要体现在以下几方面。

1.降低外时钟频率外时钟是高频的噪声源，除能引起对本应用系统的干扰之外，还可能产生对外界的干扰，使电磁兼容检测不能达标。

在对系统可靠性要求很高的应用系统中，选用频率低的单片机是降低系统噪声的原则之一。

以8051单片机为例，最短指令周期1μs时，外时钟是12MHz。

而同样速度的Motorola 单片机系统时钟只需4MHz，更适合用于工控系统。

近年来，一些生产8051兼容单片机的厂商也采用了一些新技术，在不牺牲运算速度的前提下将对外时钟的需求降至原来的1/3。

而Motorola 单片机在新推出的68HC08系列以及其16/32位单片机中普遍采用了内部琐相环技术，将外部时钟频率降至32KHz，而内部总线速度却提高到8MHz乃至更高。

2.低噪声系列单片机传统的集成电路设计中，在电源、地的引出上通常将其安排在对称的两边。

如左下角是地，右下角是电源。

这使得电源噪声穿过整个硅片。

改进的技术将电源、地安排在两个相邻的引脚上，这样一方面降低了穿过整个硅片的电流，一方面使外部去耦电容在PCB设计上更容易安排，以降低系统噪声。

另一个在集成电路设计上降低噪声的例子是驱动电路的设计。

一些单片机提供若干个大电流的输出引脚，从几十毫安到数百毫安。

这些大功率的驱动电路集成到单片机内部无疑增加了噪声源。

而跳变沿的软化技术可消除这方面的影响，办法是将一个大功率管做成若干个小管子的并联，再为每个管子输出端串上不同等效阻值的电阻。

以降低di/dt。

3.时钟监测电路、看门狗技术与低电压复位监测系统时钟，当发现系统时钟停振时产生系统复位信号以恢复系统时钟，是单片机提高系统可靠性的措施之一。

单片机应用系统的软件抗干扰措施

单片机应用系统的软件抗干扰措施
随着单片机技术的不断发展，越来越多的领域开始采用单片机应用系统来解决各种问题。

但是在使用单片机应用系统时，面对复杂的电磁环境和干扰信号，软件抗干扰措施就显得尤为重要。

本文主要介绍几种常见的单片机应用系统的软件抗干扰措施。

1. 状态机
状态机可以将程序运行的不同状态抽象成状态节点，并定义状态之间的转移条件和动作。

采用状态机的方式，程序运行时只会执行特定的状态，并且只有满足条件才能切换到下一个状态。

这种方式能够更好地规避因干扰信号导致程序错误的情况。

2. 延时检测
在单片机系统中，由于时钟等原因，程序执行的时间不一定是固定的。

在程序中加入延时检测可以在程序执行过程中发现异常情况。

例如，收到干扰信号造成某些操作花费了比预期多得多的时间，这时候可以通过延时检测将程序返回到正常状态。

3.crc检验
crc检验是一种常用的检验方式。

在传输数据时，将发送的数
据进行crc校验，如果接收方收到的数据经校验后不合法，则
可以认为接收到了干扰信号，并进行相应的处理。

4. 中断
中断是指单片机在执行程序时，如果接收到某个特定的事件信号，就会中断程序的执行，并执行一段特定的中断程序。

通过中断，在干扰信号产生时，程序能够及时停止运行，避免产生不必要的错误。

总之，在单片机应用系统中，软件抗干扰措施是非常重要的。

我们可以通过引入状态机、延时检测、crc检验、中断等方式来提高单片机应用系统的抗干扰能力，确保程序的稳定和可靠运行。

单片机系统中的抗干扰分析及措施

单片机系统中的抗干扰分析及措施单片机系统中的抗干扰分析及措施引言：随着科技的发展，单片机系统在各个领域得到广泛应用，例如汽车电子、家电控制、工业自动化等。

然而，由于外界环境的复杂性，单片机系统常常会受到各种干扰，例如电磁干扰、温度变化、电源噪声等。

这些干扰会严重影响单片机系统的稳定性和可靠性。

因此，对单片机系统中的抗干扰问题进行深入分析，并采取相应的措施来解决这些问题，具有重要的意义。

一、抗电磁干扰分析及措施1.分析电磁干扰是单片机系统中最常见的干扰之一。

在实际应用中，电磁场通常由电源线、开关电源、电机等设备产生，会通过空气传播和电磁波辐射的方式对单片机系统产生干扰。

电磁干扰会导致单片机系统执行指令错误、数据异常等问题。

2.措施a. 优化电路布局：合理布局电路，减少导线的长度和面积，提高电路的抗干扰能力。

b. 打开电源滤波器：在单片机系统的电源输入端接入合适的电源滤波器，以消除电源中的高频噪声。

c. 加装电磁屏蔽：对于特别敏感的单片机系统，可以在其周围部署电磁屏蔽罩，以减少或消除外界电磁场对系统的干扰。

二、抗温度变化分析及措施1.分析温度变化是单片机系统中常见的环境因素之一。

随着环境温度的变化，单片机系统的元器件参数、晶体管的工作温度会发生变化，进而影响系统的性能和稳定性。

2.措施a. 选择温度稳定性较好的元器件：在设计单片机系统时，可以选择具有较好温度稳定性的元器件，以减少温度变化对系统的影响。

b. 控制系统温升：合理的散热设计可以有效控制单片机系统的温度变化，减少温度对系统的影响。

c. 采用温度补偿技术：通过在系统中添加温度感知器，实时监测温度变化，并根据变化情况对系统进行相应的补偿，以提高系统的稳定性。

三、抗电源噪声分析及措施1.分析电源噪声是单片机系统中常见的噪声源。

电源噪声来自于电源线的交变电压以及其他电器设备的电源，会对单片机系统产生不稳定的供电环境，进而影响系统的性能和稳定性。

2.措施a. 加装电源滤波器：在电源输入端接入适当的滤波器，以消除电源中的高频噪声，保证供电的稳定性。

单片机硬件抗电磁干扰

谈谈单片机硬件抗干扰在研制带处理器的电子产品时，如何提高抗干扰能力和电磁兼容性？一、下面的一些系统要特别注意抗电磁干扰：1、微控制器时钟频率特别高，总线周期特别快的系统。

2、系统含有大功率，大电流驱动电路，如产生火花的继电器，大电流开关等。

3、含微弱模拟信号电路以及高精度A/D变换电路的系统。

二、为增加系统的抗电磁干扰能力采取如下措施：1、选用频率低的微控制器：选用外时钟频率低的微控制器可以有效降低噪声和提高系统的抗干扰能力。

同样频率的方波和正弦波，方波中的高频成份比正弦波多得多。

虽然方波的高频成份的波的幅度，比基波小，但频率越高越容易发射出成为噪声源，微控制器产生的最有影响的高频噪声大约是时钟频率的3倍。

2、减小信号传输中的畸变微控制器主要采用高速CMOS技术制造。

信号输入端静态输入电流在1mA左右，输入电容10PF左右，输入阻抗相当高，高速CMOS电路的输出端都有相当的带载能力，即相当大的输出值，将一个门的输出端通过一段很长线引到输入阻抗相当高的输入端，反射问题就很严重，它会引起信号畸变，增加系统噪声。

当 Tpd ＞Tr时，就成了一个传输线问题，必须考虑信号反射，阻抗匹配等问题。

信号在印制板上的延迟时间与引线的特性阻抗有关，即与印制线路板材料的介电常数有关。

可以粗略地认为，信号在印制板引线的传输速度，约为光速的1/3到1/2之间。

微控制器构成的系统中常用逻辑电话元件的Tr（标准延迟时间）为3到18ns之间。

在印制线路板上，信号通过一个7W的电阻和一段25cm长的引线，线上延迟时间大致在4~20ns之间。

也就是说，信号在印刷线路上的引线越短越好，最长不宜超过25cm。

而且过孔数目也应尽量少，最好不多于2个。

[ urlhref=/d.asp?i=topmanazhi]>>>更多...当信号的上升时间快于信号延迟时间，就要按照快电子学处理。

此时要考虑传输线的阻抗匹配，对于一块印刷线路板上的集成块之间的信号传输，要避免出现Td＞Trd的情况，印刷线路板越大系统的速度就越不能太快。

单片机系统应用中的抗干扰措施

单片机系统应用中的抗干扰措施
单片机系统应用中的抗干扰措施
针对单片机系统应用中的干扰问题，介绍了几种抗干扰措施，从而有效地提高了单片机系统运行可靠性。

关键词：单片机；抗干扰；程序；软件；硬件
Power Grid, Jiang men 529100, China)
通常防护措施如下：
(1)供电系统
在微机系统中，最严重的干扰来源为电源的污染。

为了防止从电源系统引入的干扰，一是要将微机的供电与大功率的用电设备的电源分开，最好单独供电；二是在单片机系统电源变压器的初级串接一低通滤波器(如图1所示)，有效阻止高次谐波串入系统，改善电源波形，提高单片机系统的抗干扰能力。

(2)输入输出通道
输入输出通道是单片机与传感器、单片机与上位机以及单片机与执行机构之间的信息传送的路径。

在微机系统中，传输线上的信息多为脉冲波和较弱的测量信号电压，在长线传输时会产生衰减、延时、畸变。

信号隔离是抵抗外界干扰的必要而有效的措施，它隔断外界的共模电压和外界串入的电。

单片机抗干扰措施

单片机抗干扰措施单片机在实际应用中，由于周围环境的电磁干扰和电源干扰等原因，很容易受到各种干扰信号的影响，从而导致系统不稳定、运行异常甚至崩溃。

为了保证单片机正常工作和提高系统稳定性，需要采取一系列的抗干扰措施。

本文将从硬件和软件两方面，重点讨论单片机的抗干扰措施。

1.电源滤波器：在单片机外围电路中添加电源滤波器，用于滤除电源中的高频和低频噪声。

常见的电源滤波器有电容滤波器和电感滤波器等。

其中，电容滤波器可以滤除高频噪声，而电感滤波器可以滤除低频噪声。

2.地线设计：合理布局地线，减小地线回路的面积。

在单片机电路中，地线是一个重要的参考信号，合理设计地线可以减小电磁干扰。

同时，还可以采用单点接地的方式，将各个模块的地线连接在一起，减少地线回路的面积。

3.信号线布线：将信号线与电源线和高功率线分开布线，避免相互干扰。

信号线间的距离尽量保持一定的间隔，可以有效减小电磁干扰。

4.屏蔽：对于特别敏感的模拟信号线，可以采用屏蔽措施，如采用屏蔽线、屏蔽罩等。

屏蔽可以防止外界电磁干扰对信号线的影响。

5.滤波电容：在单片机电路中，可以在需要进行滤波的信号线两端串联一个滤波电容，用于滤除高频噪声。

常见的滤波电容有电容器和电容二极管等。

6.增加抗干扰电路：可以在单片机电路中添加抗干扰电路，如抗干扰电容、抗干扰电感等。

这些电路可以有效地抑制外界干扰信号。

7.使用稳压器：在单片机电路中，可以使用稳压器来提供稳定的电压，防止电源干扰引起的系统不稳定。

1.软件滤波：在单片机程序中，可以通过软件滤波的方式来滤除干扰信号。

例如，在读取模拟传感器信号时，可以进行多次采样并求平均值，以减小采样误差和滤除干扰。

2.软件延时：在一些对实时性要求不高的任务中，可以通过软件增加适当的延时，以减小干扰对系统的影响。

例如，在控制器输入信号采样之前，可以先进行一段延时。

3.软件重发：对于容易受到干扰的信号，可以通过软件重发的方式来提高信号的可靠性。

单片机应用系统的抗干扰解决方案

单片机应用系统的抗干扰解决方案
1．引言
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。

特别是在各种实时控制的远距离系统中，由于现场环境恶劣，干扰因素较多，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，抗干扰问题是设计者必须充分考虑和解决的，下面从硬件和软件两个方面谈谈抗干扰设计。

2．硬件抗干扰设计
2．1 供电系统
为了防止从电源系统引入干扰，首先采用交流稳压器保证供电系统的稳定性，防止电源的过压和欠压。

其次，电源滤波和退耦是抑制电源干扰的主要方式，可将电源变压器的初级隔离起来，使混入初级的噪声干扰不致进入次级；使用隔离变压器滤掉高频噪声，低通滤波器滤掉工频干扰。

当系统中使用继电器、磁带等电感设备时，数据采集的供电电路应与继电器的供电电路分开，以避免在供电线路之间的干扰，即如图1 所示。

对单片机系统的主机部分使用单独的稳压电路，必要时输入、输出供电分别采用DC-DC 模块，避免各个部分之间的干扰。

2．2 印制电路板
①注意合理布置印制电路板上的器件，遵循器件之间电气干扰小和易于散热的原则。

②电路板要合理划分，模拟电路区、数字电路区、功率驱动区等要尽量分开，地线不能相混，要分别和电源端的地线相连。