SweetFX游戏抗锯齿实战攻略
游戏的锯齿总是令人那么难受，使用显卡进行硬件层面的抗锯齿处理吧，占用资源不说，效果还不一定很好。今天笔者向大家介绍一种通过软件处理达到抗锯齿效果的方式，它不仅对硬件要求不高、可以达到类似显卡抗锯齿的效果，且功能非常强大，还可以对游戏画面进行修饰和调节。
简单易用的SweetFX
喜欢摄影的朋友一定对Photoshop、光影魔术手等后期处理软件非常熟悉。在这类软件的帮助下，我们可以按照自己的喜好和图片所要强调的主题来调节画面的明暗、饱和、锐利程度，或者是处理成反转片、老照片、HDR等风格。此外，在播放视频的时候，绝大多数播放器也都能对画面的参数进行实时调节，以使画面更讨好眼球。然而在游戏中，似乎除了亮度和Gamma外，我们完全没有办法对画面的风格进行控制，这对于喜欢折腾、追求完美的玩家来说实属遗憾。如果有一款软件能够对游戏画面进行“PS”该多好啊！事实上，还真有一款神奇的软件能让我们对游戏画面进行修饰和调节，这就是本文要介绍的SweetFX Shader Suite（SweetFX着色器套件，后文简称“SweetFX”）。
准确来说SweetFX并不是一款软件，而是建立在InjectSMAA注入器（一款为游戏加入SMAA功能的第三方插件）上的一个MOD程序，能让我们把一系列的后处理着色效果应用到游戏中。理论上SweetFX与SMAA、FXAA等后处理式抗锯齿技术相似，都是利用显卡的着色器单元对已经处理完成准备输出的图像进行简单的2D处理。另外SweetFX对硬件的要求可以说非常低，无论N卡还是A卡，只要支持Shader Model 3.0（对应DirectX9.0c）都能工作。接下来笔者将带领大家一步步安装和使用SweetFX为游戏画面润色。
图一：SweetFX着色器套件包括9个文件和一个文件夹
图二：SweetFX的所有设置都保存于SweetFX_settings.txt文件中，我们通过修改该文件来启用和配置各
个特效。
手把手教你安装SweetFX
一、首先我们需要下载SweetFX套件，解压后可以看到如图1所示的9个文件和1个文件夹。接下来，我们把
这些文件全部拷贝到希望调整的某个游戏的可执行文件所在的目录中，不过在此之前最好先进入游戏关闭游戏内置的任何类型的抗锯齿功能。
值得注意的是，对于《孤岛危机》系列、《潜行者》系列等游戏，其执行文件放在安装目录下的bin文件夹中，对于这几个游戏，我们需要把SweetFX用到的全部文件先拷贝到游戏安装目录，然后再把d3d9.dll、dxgi.dll以及injector.ini这三个文件移动到bin目录下才能让SweetFX工作。此外，由于SweetFX并不能保证在所有游戏中都正常运行，如果遇到黑屏或者跳出的情况，只要从游戏目录中把SweetFX相关的所有文件删除即可恢复。
二、接着打开游戏目录下的SweetFX_settings.txt文件，在“Choose effects”栏下面有“#define USE_SMAA_ANTIA LIASING”、“#define USE_FXAA_ANTIALIASING”等十余个项目，每个项目后若是跟上参数“0”则意味着关闭该特效，若是“1”则代表开启，“// ”后面是对该项目的介绍，对于调节没有实际作用（图2）。
实际上“Chooseeffects”中的各项可以认为是每种特效的开关，而每种特效下面还有一个或多个可调节的子项目。这些子项目分别列在下方的“Anti-aliasing settings”、“FXAA Anti-aliasing settings”等段落中。每个项目后括号内的内容是提示我们这个项目参数的调节范围，注意不要超出。
三、初步调节好以后保存文件（不用关闭，马上还会用到）然后启动游戏，不出意外的话SweetFX已经生效了。我们可以用“Scroll Lock”键在游戏中实时的开启或关闭SweetFX特效，另外“PrintScreen”键可以用来对当前画面进行截图并保存到游戏安装目录。
第一次调节一般不太容易获得理想中的效果，这时候我们可以使用“ALT+TAB”键返回到桌面，重新编辑SweetFX_ settings.txt文件并保存，接着切换回游戏。如果游戏是全屏模式，那么此时新的设置就已经自动生效了。如果是用窗口模式进行游戏的话，那么需要按一下“Pause”键手动载入新的设置。需要说明的是，使用SweetFX应用到不同的游戏时，都需要从“拷贝SweetFX文件到游戏安装目录”开始重做上文提到的所有步骤。
图三：SweetFX Configurator是SweetFX的一个GUI界面，使用起来更为直观和方便。
图4：SweetFX Conf igurator左侧为游戏列表，中部上方为各特效开关，中部下方为各特效的子选项
图5：《孤岛危机》系列游戏需要把SweetFX的源文件分别摆放，SweetFX也提供一个名为“Split SweetFX
install”的功能，免除手动移动文件的麻烦。
图6：为避免按键冲突，我们可以重定义SweetFX的快捷键。
图7：RadeonPro也可以作为SweetFX的GUI界面使用，不过首先得自行准备SweetFX源文件，并在设置中
开启SweetFX。
图8：使用RadeonPro能在GUI界面下方便地对SweetFX的参数进行调节，不过别忘了先“Enable SweetFX”。让SweetFX使用更方面SweetFX Configurator使用指南
对于习惯使用窗口界面进行选项调节的玩家在面对文本编辑时，多少有一些不适应。为了解决这些不便，国外玩家编写了一个名为SweetFX的GUI界面程序：SweetFXConfigurator（图3）。
SweetFX Configurator的使用方法是，首先把游戏的执行文件拖到SweetFX Configurator左侧SweetFX Conf igurator已经包含了SweetFX的源文件，不需要再单独下载）。接下来我们可以在“Categories”区域看到数十个特效，选中以后会在下方的“Category details”中列出该特效的子项目，选定一个子项目后在最下方填入数值、打钩或是拉动滑动条进行调节。（图4）
全部调节完成之后点击下方的“Save new config”按钮，相当于之前编辑完SweetFX_settings.txt文件后保存的过程。最后点击右上方的“Launch selected game”就可以进入游戏了。此外SweetFX用到的3个按键在某些游戏中可能已经被使用了，为避免冲突，可以在进入游戏前，点击“SweetF XInjector”按钮，在开启的对话框中重新定义SweetFX的快捷键。（图5、图6）
不过当前版本的SweetFX Configurator还存在一些小Bug，最容易遇到的问题就是添加《孤岛危机》系列等游戏后一旦关闭SweetFXConfigurator后，再重新开启时会发现Categories和Categoriesdetails里面是空的，无法对游戏进行配置。解决的办法是点击“Remove SweetFX”后再点击“ Add SweetFX”就可以了，并且之前保存的配置文件也不会丢失。如果玩家遇到其他难以解决的 B u g，可以通过前文提到的手动编辑SweetFX_settings.txt文件进行调节。
另外对于使用A卡的玩家，除了之前介绍过的两种方法以外，还可以使用本刊4月上《AMD显卡最佳搭档用RadeonPro软件挖掘显卡潜力》一文介绍的RadeonPro软件为游戏开启SweetFX特效的方法。首先我们需要准备好SweetFX Shader Suite的源文件，然后进入RadeonPro的设置界面，在“SweetFX settings”页面勾选“EnableSweetFX integration”，同时在下方指定SweetFX源文件的位置以及开关SweetFX的快捷键（图7）。
保存设置后返回到RadeonPro主界面，把游戏的可执行文件添加到左侧的Profiles列表中，接着选择右侧的SweetFX标签，勾选“Enable SweetFX”，最后选取需要的特效并设定适当的参数后就可以进入游戏了。事实上通过RadeonPro开启SweetFX特效不仅非常方便，而且能够同时享受RadeonPro提供的其他特色功能，比如“动态垂直同步”、“动态帧数目标控制”等。（图8）
实战SweetFX
SweetFX效果究竟如何，接下来我们通过一个实例来体验一下自己润色游戏画面的乐趣。相信大家一定还对2004年发布的经典游戏大作《孤岛惊魂》记忆犹新吧，这款游戏中标志性的蓝天白云场景在当时是非常棒的（图9）。因此笔者决定使用SweetFX对最新的《孤岛危机3》进行一番“PS”，尝试将原作较为阴暗的画面替换成《孤岛惊魂》式的热带风格。
Step1
前面已经提到，SweetFX与一些游戏内置的抗锯齿功能会有冲突（《孤岛危机3》不存在这个问题）。为了方便读者体验SweetFX提供的SMAA及FXAA抗锯齿效果，笔者暂且关闭游戏内置的抗锯齿功能。由图10可以看到，SweetFX提供的两种后处理式抗锯齿技术都能够有效地抑制画面中的锯齿。不过考虑到对游戏中文字的副作用以及性能方面的影响，建议大家优先选择SMAA（图10）。
Step2
接着我们可以开启LumaSharpen（锐化）功能，并把sharp_strength值适当增加一些，这样能够提升游戏中纹理的清晰度。不过要注意的是LumaSharpen同样会锐化图像中的锯齿，因此强度不要太大否则将适得其反（图11）。
Step3
《孤岛危机3》的画面对比度较低，可以开启HDR功能适当地增加对比度并且模拟高光溢出的感觉。其中HDRPower控制整体的强度，数字越小HDR的效果越强，当然也越容易使画面出现过曝的情况，大家可以根
据自己的需求适当调整（图12）。
Step4
最后我们可以勾选Vibrance功能，并且把Values值设为0.55～0.85左右，这样能够提升画面的饱和度，使蓝天更蓝，绿草更绿。同时为了消除大幅增加饱和度之后可能造成的色带现象（主要出现在色域范围较小的显示器上），建议大家同时启用Dither功能。
图九9：《孤岛惊魂》中标志性的蓝天白云令所有游戏玩家难以忘怀
图10：SweetFX提供的SMA A和FX A A能够利用较小的性能损失换来平滑的游戏画面
图11：使用LumaSharpen（锐化）功能可以使游戏中的纹理看起来更清晰，相当于提升了一档“材质清晰
度
图12：开启HDR功能后画面的对比度得到了提升，消除了灰霾感。
图13：《孤岛危机3》原始画面
图14：经过SweetFX润色后的《孤岛危机3》画面
表1：SweetFX主要特效对游戏性能影响测试（《古墓丽影9》，运行在1920×1080分辨率、最高画质）
经过简单的几步操作，《孤岛危机3》的画面看起来是不是更讨好眼球了呢！（图13，图14）除了画面效果以外，大家一定还有一个疑问：开启SweetFX是否会对游戏帧数产生明显的影响？对此笔者专门做了一个测试，不过由于SweetFX与Fraps等帧数记录软件有冲突，因此只能使用自带Benchmark的游戏进行测试。这里笔者选择了《古墓丽影9》（分辨率1920×1080，画质为“最高”预设）进行测试。
由表1可以看到，在未开启SweetFX特效时平均帧率为69.5fps，单独开启各种特效后最耗费资源的CRT效果也只损失了6.8%的性能。而两种后处理式抗锯齿技术SMAA和FXAA分别损失1.7%和5.5%，相对4×MSAA 动辄10%以上的性能损失来说要高效得多。另外，笔者模拟之前《孤岛危机3》的例子，同时在《古墓丽影9》中开启SMAA、HDR、LumaSharpen、Vibrance和Dither共5种特效，总共损失6.8%的性能。测试证明SweetFX 的确不耗费PC资源，笔者用不到7%的性能损失就换来了较好的抗锯齿效果、更加锐利的纹理以及更讨好眼
球的画面色彩。
其实玩家在各大游戏论坛经常会发现某某游戏的“画质优化补丁”，实际上其中绝大部分都是SweetFX套件加上网友自己摸索的设置（保存于SweetFX_settings.txt文件中）。画面风格本来就是萝卜白菜各有所爱，他人所谓的“优化”对于自己来说并不一定适合，本文抛砖引玉为大家介绍了SweetFX着色器套件的使用方法，从此以后我们就可以打造真正属于自己的“画质补丁”了。
Tips：使用SweetFX需要注意的一些问题
1.SweetFX可以运行在Win 2000及更高版本的32bit、64bit系统上，但是只能兼容32bit的应用程序。
2.启动SweetFX前最好先进入游戏关闭游戏内置的任何类型的抗锯齿，因为在部分游戏中开启抗锯齿会造成SweetFX失效。
3 .开启Fraps等帧数显示软件后SweetFX会失效，或者是开启SweetFX后会导致某些软件的帧数及GPU信息无法显示。
4.某些游戏完全不兼容SweetFX特效，比如《战争机器》。另外《孤岛惊魂3》只能DirectX9模式下启动SweetFX 特效，以DirectX 11模式运行会黑屏。
5.某些游戏需要把d3d9.dll , dxgi.dll以及injector.ini文件放入“游戏安装目录in”文件夹，而其他文件置于“游戏安装目录”下。但是请注意，并非所有可执行文件置于bin文件夹的游戏都需要如此操作，在不确定的情况下可以查看SweetFX目录下的Game_compability.txt文件获得帮助。
6.由于SweetFX Configurator会往游戏安装目录拷贝DLL文件，这一动作会被某些安全软件警告并拦截，所以建议把SweetFX Configurator的主程序添加到安全软件的白名单中。
SweetFX 1.4主要特效解析
SMAAAnti-aliasing:SMAA（Enhanced Subpixe lMorphological Antialiasing），增强型子像素形态抗锯齿。FXAA Anti-aliasing: FXAA（Fast Approximate Anti-Aliasing），快速近似抗锯齿
Cartoon：卡通画风格画面Advanced CRT：模拟CRT显示器的画面效果。请注意该特效对性能损耗较为明显，并且和SMA A，Cartoon，Bloom，HDR，LumaSharpen有冲突，建议不要同时开启。
Bloom：高光溢出效果模拟
HDR： HDR效果模拟
LumaSharpen：锐化图像
TECHNICOLOR：模拟老式“彩色印片法”制作出的电影画面风格
Cineon DPX：Cineon DPX电影画面风格
Monochrome：黑白画面
Lift Gamma Gain：可以分别调节阴影、中间调以及高光部位的亮度和饱和度
Tonemap：调节画面的Gamma、曝光度、饱和度
Vibrance：智能饱和度
Curves：曲线，调节画面对比度。
Sepia：棕色怀旧风格画面，当然也可以通过调节参数改变。为泛红或者泛蓝的画面。
Vignette：模拟镜头暗角效果
Dither：颤动，用以减少使用
Vibrance后出现的色带现象。
Border：添加黑色边框
Splitscreen：分屏显示，方便玩家对比启动SweetFX前后画面效果的差异。
数控车床如何抗干扰 数控车床作为cnc机床自然也会像其他的电子仪器仪表一样受到众多的干扰，所以面对有可能发生的干扰我们必须有应对的措施，抗干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等。 ①屏蔽技术:屏蔽是目前采用最多也是最有效的一种方式。屏蔽技术切断辐射电磁噪声的传输途径通,常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的场相互隔离,切断电磁辐射信号,以保护被屏蔽体免受干扰,屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁屏蔽。在实际工程应用时,对于电场干扰时,系统中的强电设备金属外壳(伺服驱动器、变频器、驱动器、开关电源、电机等)可靠接地实现主动屏蔽;敏感设备如智能纠错装置等外壳应可靠接地,实现被动屏蔽;强电设备与敏感设备之间距离尽可能远;高电压大电流动力线与信号线应分开走线,选用带屏蔽层的电缆,对于磁场干扰,选用高导磁率的材料,如玻莫合金等,并适当增加屏蔽体的壁厚;用双绞线和屏蔽线,让信号线与接地线或载流回线扭绞在一起,以便使信号与接地或载流回线之间的距离最近;增大线间的距离,使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小;敏感设备应远离干扰源强电设备变压器等。 ②隔离技术:隔离就是用隔离元器件将干扰源隔离,以防干扰窜入设备,保证电火花机床的正常运行。常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。 (1)光电隔离:光电隔离能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰。在智能纠错系统的输入和输出端,用光耦作接口,对信号及噪声进行隔离;在电机驱动控制电路中,用光耦来把控制电路和马达高压电路隔离开。 (2）变压器隔离是一种用得相当广泛的电源线抗干扰元件,它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离,从而解决地线环路电流带来的设备与设备之间的干扰,同时隔离变压器对于抗共模干扰也有一定作用。隔离变压器对瞬变脉冲串和雷击浪涌干扰能起到很好的抑制作用,对于交流信号的传输,一般使用变压器隔离干扰信号的办法。 (3)继电器隔离,继电器的线圈和触点之间没有电气上的联系。因此,可以利用继电器的线圈接受电气信号,而用触点发送和输出信号,从而避免强电和弱电信号之间的直接联系,实现
浅谈单片机应用系统的软件抗干扰措施 摘要分析单片机应用系統的软件干扰因素以及实现抗干扰必要条件，并针对单片机应用系统易出现的软件失控、软件数据出错、数字量输入错误等问题提出可行的软件抗干扰措施。 关键词单片机；软件；抗干扰 引言 单片机应用系统产生故障的最主要的原因在于干扰问题。干扰对于单片机应用系统产生的影响一方面会造成测量与控制精度失衡，另一方面也会造成应用系统完全失效。所以对于单片机应用系统软件的干扰问题必须进行解决。 1 单片机应用系统的软件抗干扰措施的必要条件[1] 1.1 干扰因素及影响分析 随着科学技术的不断发展，单片机系统应用的领域越来越广泛，因而对单片机系统的稳定性要求也变得越来越高。但是受到单片机应用系统结构复杂性以及工作环境的多变性的影响，决定单片机系统性能的因素相对来说也比较复杂，尤其是软件的抗干扰措施就是其中比较重要的组成部分。从专业角度分析，单片机系统稳定性影响因素主要分为四种，即浪涌干扰、放电干扰、电磁干扰和高频振荡干扰。在这些干扰因素的影响下单片机系统会发生采集的数据出现失真、程序的运行受到干扰、硬件控制发生失效等现象，而更加直观的表现就是视频图像发生串色、网纹，音频信号失真或者是声音发生串扰现象等。 1.2 软件抗干扰的必要条件分析 在对单片机软件抗干扰稳定性进行设计时，从安全角度考虑，将软件的程序数据放在了ROM中。而一般情况下，单片机抗干扰软件应当具有以下几个方面的条件：①当单片机系统受到外界干扰后，在抗干扰软件的作用下系统的硬件组成不应受到损坏，另外为了方便对系统运行状态的监控，应当在关键核心的位置设置相应的检测状态；②当程序区因外界因素受到干扰后不会产生一定的损坏。一般情况下，在RAM中与系统有关的表格、常数等即使在受到干扰后也不会发生损坏，但是RAM程序中的系统可能因外界等的干扰发生一定的故障。而一旦RAM区的有关程序受到外界干扰，为了从根本上消除干扰带来的不利影响，应当向RAM区重新输入有关的程序。 2 单片机应用系统的软件抗干扰措施[2] 2.1 失控软件的抗干扰措施
在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。 1 软件抗干扰方法的研究 在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是：一、消除模拟输入信号的噪声（如数字滤波技术）；二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。 1.1 指令冗余 CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞” 到了三字节指令，出错机率更大。 在关键地方人为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NOP。这样即使乱飞程序飞到操作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。 此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、 RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。 1.2 拦截技术 所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置，再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序。因此先要合理设计陷阱，其次要将陷阱安排在适当的位置。
（1 ）软件陷阱的设计 当乱飞程序进入非程序区，冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再进行出错处理。软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序区填入以下指令作为软件陷阱： NOPNOPLJMP 0000H其机器码为0000020000。 （2 ）陷阱的安排 通常在程序中未使用的EPROM空间填0000020000。最后一条应填入020000，当乱飞程序落到此区，即可自动入轨。在用户程序区各模块之间的空余单元也可填入陷阱指令。当使用的中断因干扰而开放时，在对应的中断服务程序中设置软件陷阱，能及时捕获错误的中断。如某应用系统虽未用到外部中断1，外部中断1的中断服务程序可为如下形式： NOPNOPRETI返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP 0000H”。如果故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠、完善，用“LJMP 0000H”作返回指令可直接进入故障诊断程序，尽早地处理故障并恢复程序的运行。 考虑到程序存贮器的容量，软件陷阱一般1K空间有2-3个就可以进行有效拦截。 1.3软件“看门狗”技术 若失控的程序进入“死循环”，通常采用“看门狗”技术使程序脱离“死循环”。通过不断检测程序循环运行时间，若发现程序循环时间超过最大循环运行时间，则认为系统陷入“死循环”，需进行出错处理。
软件抗干扰的几种办法 在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。 1、软件抗干扰方法的研究 在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是：一、消除模拟输入信号的噪声(如数字滤波技术);二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。 (1) 指令冗余 CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞”到了三字节指令，出错机率更大。 在关键地方人为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NOP。这样即使乱飞程序飞到操作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。 此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。 (2) 拦截技术
所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置，再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序。因此先要合理设计陷阱，其次要将陷阱安排在适当的位置。 软件陷阱的设计 当乱飞程序进入非程序区，冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再进行出错处理。软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序区填入以下指令作为软件陷阱： NOPNOPLJMP 0000H其机器码为0000020000。 陷阱的安排 通常在程序中未使用的EPROM空间填0000020000。最后一条应填入020000，当乱飞程序落到此区，即可自动入轨。在用户程序区各模块之间的空余单元也可填入陷阱指令。当使用的中断因干扰而开放时，在对应的中断服务程序中设置软件陷阱，能及时捕获错误的中断。如某应用系统虽未用到外部中断 1，外部中断1的中断服务程序可为如下形式： NOPNOPRETI返回指令可用“RETI”，也可用“LJMP0000H”。如果故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠、完善，用“LJMP0000H”作返回指令可直接进入故障诊断程序，尽早地处理故障并恢复程序的运行。 考虑到程序存贮器的容量，软件陷阱一般1K空间有2-3个就可以进行有效拦截。 (3)软件“看门狗”技术
电磁抗干扰来源及电路与软件抗干扰(EMC)措施 概述 可靠性是用电设备的基木要求之一，也是所有控制单元最基木的要求。它包括两方面的含义:故障时不拒动和正常时不误动。之所以会存在这两个方面的隐患是因为电磁干扰的存在。因此为了保障控制单元可靠的工作，除了采用合适的保护原理外，本章主要考虑抗干扰设计。 电磁干扰的传播方式主要有两种:(1)辐射:电磁干扰的能量通过空间的磁场、电场或者电磁波的形式使干扰源与受干扰体之间产生藕合。(2)传导:电磁干扰的能量可以通过电源线和信号电缆以电压或电流的方式进行传播。电磁干扰的频率包括(1)低频干扰(DC10~20Hz);(2)高频干扰(几百兆赫，辐射干扰和达几千兆赫):(3)瞬变干扰(持续周期从几毫秒到几纳秒)。 造成电力系统中形成电磁干扰的原因有诸多方面，我们知道，同一电力系统中的各种电力设备通过电和磁紧密的联系起来，相互影响，由于运行方式的改变、故障、开关设备的操作等引起的电磁振荡会对智能控制单元产生影响:另外，软起动工作在环境恶劣的煤矿井下，空气非常潮湿，到处充满着煤尘，电磁干扰尤为严重。控制单元在工作时不仅要受到从电网上传来的“噪声”干扰，其木身也是一个很强的干扰源，比如负载上电流的频繁变化和通过导线空间进入单片机系统内部，造成程序跑飞，使系统工作不正常，甚至损坏系统。所以对控制单元各个部分的抗干扰性能提出了较高的要求，尤其是单片机系统的抗干扰问题。因此，在整个单片机应用系统的研发过程中，始终将抗干扰性能作为系统设计时首先考虑的问题之一。 电磁干扰的来源 所谓干扰，简单来说就是指电磁干扰(Electro-Magnetic Interference 简称EMI)，它在一定条件下干扰电子设备、通信电路的正常工作。 电源干扰 电源干扰是单片机应用系统的主要干扰源，据统计，实时系统的干扰约70%来自
工控计算机软件抗干扰技术 ０引言 工业现场各种动力设备在不断地启停运行。使得现场环境恶劣，电磁干扰严重。工业控制计算机在这样的环境里面临着巨大的考验。可以说我们研制的工业控制系统能否正常运行，并且产生出应有的经济效益，其抗干扰能力是一个关键的因素。因此，除了整个系统的结构和每个具体的工控机都需要仔细设计硬件抗干扰措施之外，还需要注重软件抗干扰措施的应用。我们在多年的工业控制研究中，深感工业现场意外因素太多并且危害很大。有时一个偶然的人为或非人为干扰，例如并不很强烈的雷击，就使得我们自认为无懈可击的硬件抗干扰措施无能为力，工控机死机了（即程序跑飞了）或者控制出错了（此时CPU内部寄存器内容被修改或者RAM和I/O口数据被修改）。这在某些重要的工业环节上将造成巨大的事故。使用软件抗干扰措施就可以在一定程度上避免和减轻这些意外事故的后果。软件抗干扰技术就是利用软件运行过程中对自己进行自监视，和工控网络中各机器间的互监视，来监督和判断工控机是否出错或失效的一个方法。这是工控系统抗干扰的最后一道屏障。 1工控软件的结构特点及干扰途径 在不同的工业控制系统中，工控软件虽然完成的功能不同，但就其结构来说，一般具有如下特点： * 实时性：工业控制系统中有些事件的发生具有随机性，要求工控软件能够及时地处理随机事件。 * 周期性：工控软件在完成系统的初始化工作后，随之进入主程序循环。在执行主程序过程中，如有中断申请，则在执行完相应的中断服务程序后，继续主程序循环。 * 相关性：工控软件由多个任务模块组成，各模块配合工作，相互关联，相互依存。 * 人为性：工控软件允许操作人员干预系统的运行，调整系统的工作参数。在理想情况下，工控软件可以正常执行。但在工业现场环境的干扰下，工控软件的周期性、相关性及实时性受到破坏，程序无法正常执行，导致工业控制系统的失控，其表现是： * 程序计数器PC值发生变化，破坏了程序的正常运行。PC值被干扰后的数据是随机的，因此引起程序执行混乱，在PC值的错误引导下，程序执行一系列毫无意义的指令，最后常常进入一个毫无意义的“死循环”中，使系统失去控制。 * 输入/输出接口状态受到干扰，破坏了工控软件的相关性和周期性，造成系统资源被某个任务模块独占，使系统发生“死锁”。
单片机系统的抗干扰 抗干扰问题是单片机控制系统工程实现中须解决的关键问题之一。对干扰产生的机理及其抑制技术的研究，受到国内外普遍重视。大约在50年代，就开始了对电磁干扰的系统研究，逐步形成了以研究干扰的产生、传播、抑制和使装臵在其所处电磁环境中既不被干扰又不干扰周围设备，从而都能长期稳定运行等为主要内容的技术学科—电磁兼容技术、EMC技术。 按国家军用标准GJB 72—85《电磁场干扰和电磁兼容性名词术语》其定义为：“设备（分系统、系统）在共同的电磁环境中能一齐执行各自功能的共存状态。即：该设备不会由于受到处于同一电磁环境中其它设备的电磁发射导致或遭受不允许的降级；它也不会使同一电磁环境中其它设备（分系统、系统），因受其电磁发射而导致或遭受不允许的降级。” 一、干扰的作用机制及后果 干扰对单片机系统的作用可分为三个部分，第一个部位是输入系统，它使模拟信号失真，数字信号出错，系统如根据该信号做出的反应必然是错误的。第二个部位是输出系统，使各输出信号混乱，不能正常反映系统的真实输出量，从而导致一系列严重后果。第三个部位是单片机的内核，干扰使三总线上的数字信号错乱，使CPU工作出错。 对单片机系统而言，抗干扰有硬件和软件措施，硬件如设臵得当，可将绝大多数的干扰拒之门外，但仍然有部分的干扰窜入系统，引起不良后果，因此，软件抗干扰也是必不可少的。但软件抗干扰是以CPU的开销为代价的，如果没有硬件措施消除大部分的干扰，CPU将忙于应付，会影响到系统的实时性和工作效率。成功的抗干扰系统是由硬件和软件相结合而构成的。硬件抗干扰具有效率高的优点，但要增加系统的成本和体积，软件抗干扰具有投资低的优点，但要降低系统的工作效率。 由于应用系统的工作现场，往往有许多强电设备，它们的启动和工作过程将对单片机产生强烈的干扰；也由于被控制对象和被测信号往往分布在不同的地方，即整个控制系统的各部分之间有较远的距离，信号线和控制线均可能是长线，这样电磁干扰就很容易以不同的途径和方式混入应用系统之中。如果上述来源于生产现场的干扰称为系统内部的干扰源的话，那么还有来源于现场以外的所谓外部干扰源，如外电源（如雷电）对电网的冲击，外来的电磁辐射等。 不管哪种干扰源，对单片机的干扰总是以辐射、电源和直接传导等三种方式进入的，其途径主要是空间、电源和过程通道。按干扰的作用形式分类，干扰一般有串模干扰和共模干扰两种。抗干扰的方法则针对干扰传导的源特征和传导方式，采取抑制源噪声，切断干扰路径，和强化系统抵抗干扰等三种方式。 控制干扰源的发射，除了从源的机理着手降低其产生电磁噪声的电平之外，广泛的应用着屏蔽（包括隔离）、滤波与接地技术。屏蔽主要用于切断通过空间的静电耦合、感应耦合或交变电磁场耦合形成的电磁噪声传播途径。此三种耦合分别对应于采取的静电屏
单片机应用中的软件抗干扰技术 随着单片机应用的普及，采用单片机控制的产品与设备日益增多，而某些设备所在的工作环境往往比较恶劣，干扰严重，这些干扰会严重影响设备的正常工作，使其不能正常运行。因此，为了保证设备能在实际应用中可靠地工作，必须要周密考虑和解决抗干扰的问题。本文对单片机应用中的软件抗干扰技术作详细介绍，文中所用单片机为MCS51。 一、数字量输入输出中的软件抗于 数字量输入过程中的干扰，其作用时间较短，因此在采集数字信号时，可多次重复采集，直到若干次采样结果一致时才认为其有效。例如通过A 价转换器测量各种模拟量时，如果有干扰作用于模拟信号上，就会使A/D 转换结果偏离真实值。这时如果只采样一次A/D 转换结果，就无法知道其是否真实可靠，而必须进行多次采样，得到一个A/D 转换结果的数据系列，对这一系列数据再作各种数字滤波处理，最后才能得到一个可信度较高的结果值。本书第八章将给出各种具体的数字滤波算法及程序。如果对于同一个数据点经多次采样后得到的信号值变化不定，说明此时的干扰特别严重，已经超出允许的范围，应该立即停止采样并给出报警信号。如果数字信号属于开关量信号，如限位开关、操作按扭等，则不能用多次采样取平均值的方法，而必须每次采样结果绝对一致才行。这时可编写一个采样子程序，程序中设置有采样成功和采样失败标志，如果对同一开关量信号进行若干次采样，其采样结果完全一致，则成功标志置位；否则失败标志置位。后续程序可通过判别这些标志来决定程序的流向。 单片机控制的设备对外输出的控制信号很多是以数字量的形式出现的，如各种显示器、步进电机或电磁阀的驱动信号等。即使是以模拟量输出，也是经过D/A 转换而获得的。单片机给出一个正确的数据后，由于外部干扰的作用有可能使输出装置得到一个被改变了的错误数据，从而使输出装置发生误动作。对于数字量输出软件抗干扰最有效的方法是重复输出同一个数据，重复周期应尽量短。这样输出装置在得到一个被干扰的错误信号后，还来不及反应，一个正确的信号又来到了，从而可以防止误动作的产生。在程序结构上，可将输出过程安排在监控循环中．循环周期取得尽可能短，就能有效地防止输出设备的错误动作。需要注意的是．经过这种安排后输出功能是作为一个完整的模块来执行的，与这种重复输出措施相对应．软件设计中还必须为各个外部输出设备建立一个输出暂存单元，每次将应输出的结果存入暂存单元中，然后再调用输出功能模块将各暂存单元的数据一一输出，不管该数据是刚送来的，还是以前就有的。这样可以让每个外部设备不断得到控制数据，从而使干扰造成的错误状态不能得以维持。在执行输出功能模块时，应将有关输出接口芯片的初始状态也一并重新设置。因为由于干扰的作用可能使这些芯片的工作方式控制字发生变化，而不能实现正确的输出功能，重新设置控制字就能避免这种错误．确保输出功能的正确实现。 二、程序执行过程中的软件抗于扰 前面述及的是针对输入输出通道而言的，干扰信号还未作用到CPU 本身，CPU 还能正确地执行各种抗干扰程序。如果干扰信号已经通过某种途径作用到了CPU 上，则CPU 就不能按正常状态执行程序，从而引起混乱，这就是通常所说的程序“跑飞”。程序“跑飞”后使其恢复正常的一个最简单的方法是使CPU 复位，让程序从头开始重新运行。很多单片机控制
科技学院 课程设计报告 ( 2010 -- 2011 年度第2 学期) 名称：计算机控制系统A 题目：开关量I/O通道中抗干扰措施 的分析与可实现方案设计 院系： 班级： 学号： 学生姓名： 指导教师： 设计周数：
成绩： 日期：2011 年月日
《计算机控制系统A》课程设计 任务书 一、目的与要求 1．通过本课程设计教学环节，使学生加深对所学课程内容的理解和掌握； 2．结合工程问题，培养提高学生查阅文献、相关资料以及组织素材的能力； 3．培养锻炼学生结合工程问题独立分析思考和解决问题的能力； 4．要求学生能够运用所学课程的基本理论和设计方法，根据工程问题和实际应用方案的要求，进行方案的总体设计和分析评估； 5.报告原则上要求依据相应工程技术规范进行设计、制图、分析和撰写等。 二、主要内容 1、数字控制算法分析设计； 2、现代控制理论算法分析设计 3、模糊控制理论算法分析设计 4、过程数字控制系统方案分析设计； 5、微机硬件应用接口电路设计； 6、微机应用装置硬件电路、软件方案设计； 7、数字控制系统I/O通道方案设计与实现； 8、PLC应用控制方案分析与设计； 9、数据通信接口电路硬软件方案设计与性能分析； 10、现场总线控制技术应用方案设计； 11、数控系统中模拟量过程参数的检测与数字处理方法； 12、基于嵌入式处理器技术的应用方案设计 13、计算机控制系统抗干扰技术与安全可靠性措施分析设计 14、计算机控制系统差错控制技术分析设计 15、计算机控制系统容错技术分析设计 16、工程过程建模方法分析 三、进度计划
四、设计成果要求 1．针对所选题目的国内外应用发展概述； 2．课程设计正文内容，包括设计方案、硬件电路和软件流程，以及综述、分析等； 3．课程设计总结或结论以及参考文献； 4．要求设计报告规范完整。 五、考核方式 《计算机控制系统》课程设计成绩评定依据如下： 1．撰写的课程设计报告； 2．独立工作能力及设计过程的表现； 3．答辩时回答问题情况。 成绩以五级分制综合评定分为优、良、中、及格、不及格五个等级。
软件抗干扰技术及其在单片机上的应用 2008-04-28 21:18 软件抗干扰技术及其在单片机上的应用 黄鑫，宋洋 (中国空空导弹研究院河南洛阳471009) 1 引言 微机测控系统中，对软件有以下几个方面的基本要求： (1)可维护性：要求尽可能地采用模块化设计，程序流程清晰明了，最大限度地控制使用和调用嵌套次数； (2)可理解性：软件源代码应注意加注提示内容，一般应不少于整个代码行数的60％，使其易于理解和阅读，便于修改和补充； (3)实时性：随着集合度和运算速度的提高，实时性已经成为测试系统对软件的普遍要求，在工程应用软件设计中，采用汇编语言要比采用高级语言更具有实时性； (4)准确性：系统要求在进行大量运算时，要选取合适的算法，以便控制最后结果的精度； (5)可靠性：可靠性是测控软件最重要的指标之一，他要求两方面的内容：一方面是运行参数环境发生变化时(如电压在规定范围内出现较大波动)，软件都能可靠运行并得出正确的结果，也就是软件的自适应性；另一方面是在工作环境恶劣，干扰环境复杂严重的情况下，软件必须保证可靠运行，这对测控软件尤为重要。为了保证以上两方面的要求，就必须使用多种抗干扰技术。 2软件抗干扰技术及一般方法 2．1 简介 软件抗干扰技术是当系统受干扰后，使系统恢复正常运行或输入信号受干扰后去伪存真的一种辅助方法。此技术属于一种被动抗干扰措施，但是由于软件抗干扰设计灵活，节省硬件资源，操作起来方便易行，所以软件抗干扰技术越来越受到人们的重视。 软件抗干扰技术主要研究的方面： (1)采取软件的方法对叠加在模拟输入信号上的噪声进行抑制，以读取真正有用的信息，如数字滤波器；
485通信中干扰抑制方法 RS-485匹配电阻 RS-485是差分电平通信，在距离较长或速率较高时，线路存在回波干扰，此时要在通信线路首末两端并联120Ω匹配电阻。推荐在通信速率大于或线路长度大于500米时，才考虑加接匹配电阻。 RS-485接地 RS-485通信双方的地电位差要求小于1V，所以建议将两边RS-485接口的信号地相连，注意信号地不要接大地。 还有，就是采用隔离措施 变频器应用中的干扰抑制措施 在进线侧加装电抗器，可以抑制变频器产生的谐波对电网的干扰。 输出侧不能加吸收电容，因为会导致变频器过电流时延迟过电流保护动作，只能加电抗器，以改善功率因数。 避免变频器的动力线与信号线平行布线和集束布线，应分散布线。检测器的连接线、控制用信号线要使用双绞屏蔽线。变频器、电机的接地线应接到同一点上。在大量产生噪声的机器上装设浪涌抑制器，加数据线滤波器到信号线上。将检测器的连接线、控制用信号线的屏蔽层用电缆金属夹钳接地。 信号线和动力线使用屏蔽线并分别套入金属管后，效果更好。 容易受干扰的其它设备的信号线，应远离变频器和他的输入输出线。 如何解决中频炉的谐波干扰
中频炉在使用中产生大量的谐波，导致电网中的谐波污染非常严重。谐波使电能传输和利用的效率降低，使电气设备过热，产生振动和噪声，并使其绝缘老化，使用寿命降低，甚至发生故障或烧毁；谐波会引起电力系统局部并联谐振或串联谐振，使谐波含量放大，造成电容补偿设备等设备烧毁。谐波还会引起继电器保护和自动装置误动作，使电能计量出现混乱。对于电力系统外部，谐波会对通信设备和电子设备产生严重干扰，因而，改善中频炉电力品质成为应对的主要着力点。 滤除中频炉系统谐波的传统方法是LC滤波器，LC滤波器是传统的无源谐波抑制装置，由滤波电容器、电抗器和电阻器适当组合而成，与谐波源并联，除起滤波作用外，还兼顾无功补偿的需要。这种滤波器出现最早，成本比较低，但同时存在一些较难克服的缺点，比如只能针对单次谐波，容易产生谐波共振，导致设备损毁，随着时间谐振点会漂移，导致谐波滤除效果越来越差。同时，这一方式无法应对瞬变、浪涌和高次谐波，存在节能的漏洞。 谐波抑制的另一个比较新的方法是采用有源电力滤波器(Active Power Filter--APF)。它是一种电力电子装置，其基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网电流只含基波分量。这种滤波器能对频率和幅值都变化的谐波进行跟踪补偿，且补偿特性不受电网阻抗的影响，因而受到广泛的重视，并且已在日本等国获得广泛应用。但有源电力滤波器成本高昂，价格昂贵，投资回报期长，大多数企业难以承受。 MF-Saver吸收融合了LC技术与APF技术的优点，同时引入TOPSPARK G5的核心技术，扬长避短，创造性地解决了上述技术的不足，以独特的方式为中频炉环保节能提供了更有效的解决方案。 MF-Saver对谐波的抑制范围不仅包含低次谐波，还包含浪涌、瞬变及高次谐波，实现了全频域覆盖，消除了浪涌、瞬变及高次谐波对中频炉系统的危害和电量的浪费，结合LC技术和APF技术的合理成分，自适应调整内部器件参数，避免谐振点的漂移，大大提高了设备的稳定性和可靠性。同时成本也得到有效控制，以缩短用
单片机抗干扰设计技术 摘要：介绍了单片机应用系统在工业现场中的千扰和这些干扰产生的影响，以及硬件和软件抗干扰技术的应用。 关键词：单片机；抗干扰；硬件；软件 单片机由于其优异的性能价格比，被广泛地应用于各个领域。对于工业控制、医疗器械、通讯等场合，单片机的可靠性的要求越来越高。随着单片机种类越来越多，其功能越来越完善，硬件的设计也变得越来越简单。但在实验室里设计的控制系统，在安装、调试后完全符合设计要求，但把系统置入现场后，系统常常不能够正常稳定地工作。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，所以单片机应用系统的可靠性设计、抗干扰技术的应用变得越来越重要了。 1 干扰的来源和后果 工业现场环境中干扰是以脉冲的形式进入单片机系统，其主要的渠道有三条，即空间干扰，供电系统干扰，过程通道干扰。空间干扰多发生在高电压、大电流、高频电磁场附近，并通过静电感应，电磁感应等方式侵入系统内部；供电系统干扰以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。干扰一般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。干扰产生的后果： (1)数据采集误差的加大 当干扰侵入单片机系统的前向通道叠加在信号上，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信号输入时，此现象会更加严重。 (2)程序运行失常 ①控制状态失灵 在单片机系统中，由于干扰的加入使输出误差加大，造成逻辑状态改变，最终导致控制失常。 ②死机 在单片机系统受强干扰后，造成程序计数器PC值的改变，破坏程序正常运行。 (3)系统被控对象误操作 ①单片机内部程序指针错乱，指向了其它地方，运行了错误的程序； ②RAM中的某些数据被冲乱或者特殊寄存器的值被改变，使程序计算出错误的结果。 中断误触发，使系统进行错误的中断处理。
?plc抗干扰问题及解决方法 ?2011-04-14 16:12 发表系统分类：可编程逻辑自定义分类：技术转载 ?标签：plc 干扰解决方法 1 概述 随着科学技术的发展，PLC在工业控制中的应用越来越广泛。PLC 控制系统的可靠性直接影响到工业企业的安全生产和经济运行，系统的抗干扰能力是关系到整个系统可靠运行的关键。自动化系统中所使用的各种类型PLC，有的是集中安装在控制室，有的是安装在生产现场和各电机设备上，它们大多处在强电电路和强电设备所形成的恶劣电磁环境中。要提高PLC控制系统可靠性，一方面要求PLC生产厂家用提高设备的抗干扰能力；另一方面，要求工程设计、安装施工和使用维护中引起高度重视，多方配合才能完善解决问题，有效地增强系统的抗干扰性能。 2 电磁干扰源及对系统的干扰 2.1 干扰源及干扰一般分类 影响PLC控制系统的干扰源与一般影响工业控制设备的干扰源一样，大都产生在电流或电压剧烈变化的部位，这些电荷剧烈移动的部位就是噪声源，即干扰源。 干扰类型通常按干扰产生的原因、噪声干扰模式和噪声的波形性质的不同划分。其中：按噪声产生的原因不同，分为放电噪声、浪涌噪声、高频振荡噪声等；按噪声的波形、性质不同，分为持续噪声、偶发噪声
等；按噪声干扰模式不同，分为共模干扰和差模干扰。共模干扰和差模干扰是一种比较常用的分类方法。共模干扰是信号对地的电位差，主要由电网串入、地电位差及空间电磁辐射在信号线上感应的共态（同方向）电压迭加所形成。共模电压有时较大，特别是采用隔离性能差的配电器供电室，变送器输出信号的共模电压普遍较高，有的可高达130V以上。共模电压通过不对称电路可转换成差模电压，直接影响测控信号，造成元器件损坏（这就是一些系统I/O模件损坏率较高的主要原因），这种共模干扰可为直流、亦可为交流。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接叠加在信号上，直接影响测量与控制精度。 2.2 PLC控制系统中电磁干扰的主要来源 2.2.1 来自空间的辐射干干扰 空间的辐射电磁场（EMI）主要是由电力网络、电气设备的暂态过程、雷电、无线电广播、电视、雷达、高频感应加热设备等产生的，通常称为辐射干扰，其分布极为复杂。若PLC系统置于所射频场内，就回收到辐射干扰，其影响主要通过两条路径：一是直接对PLC内部的辐射，由电路感应产生干扰；而是对PLC通信内网络的辐射，由通信线路的感应引入干扰。辐射干扰与现场设备布置及设备所产生的电磁场大小，特别是频率有关，一般通过设置屏蔽电缆和PLC局部屏蔽及高压泄放元件进行保护。
第 9 章计算机控制系统中的抗干扰技术 由于工业现场的工作环境往往十分恶劣，计算机控制系统不可避免地受到各种各样的干扰。这些干扰可能会影响到测控系统的精度，使系统的性能指标下降，降低系统的可靠性，甚至导致系统运行混乱或故障，进而造成生产事故。干扰可能来自外部，也可能来自内部；它可通过不同的途径作用于控制系统，且其作用程度及引起的后果与干扰的性质及干扰的强度等因素有关。干扰是客观存在的，研究抗干扰技术就是要分清干扰的来源，探索抑制或消除干扰的措施，以提高计算机控制系统的可靠性和稳定性。本章首先介绍干扰的种类及传播途径，然后根据硬件和软件抗干扰措施的不同，分别加以论述。 9.1 干扰的传播途径与作用方式 干扰是指有用信号以外的噪声或造成计算机设备不能正常工作的破坏因素。产生干扰信号的原因称为干扰源。干扰源通过传播途径影响的器件或系统称为干扰对象。干扰源、传播途径及干扰对象构成了干扰系统的三个要素。抗干扰技术就是通过对这三要素中的一个或多个采取必要措施来实现的。为了有效地抑制和消除干扰，首先需要分清干扰的来源、传播途径，以及干扰的作用方式。 9.1.1 干扰的来源 计算机控制系统中干扰的来源是多方面的，有时甚至错综复杂。总体上，按照来源，干扰可分为外部干扰和内部干扰。外部干扰与系统所在环境和使用条件有关，与系统内部结构无关。内部干扰则由系统结构布局、制造工艺引入。 1. 外部干扰 外部干扰与系统结构无关，是由使用条件和外部环境因素决定的。外部干扰主要有：天电干扰，如雷电或大气电离作用引起的干扰电波；天体干扰，如太阳或其他星球辐射的电磁波；周围电气设备发出的电磁波干扰；电源的工频干扰；气象条件引起的干扰，如温度、湿度；地磁场干扰；火花放电、弧光放电、辉光放电等产生的电磁波等。 2. 内部干扰 内部干扰是由系统的结构布局、线路设计、元器件性质变化和漂移等原因造成的，主要有：分布电容、分布电感引起的耦合感应；电磁场辐射感应；长线传输的波反射；多点接地造成的电位差引入的干扰；寄生振荡引起的干扰以及热噪声、闪变噪声、尖峰噪声等。 3. 电场耦合 电场耦合，又称静电耦合，是通过电容耦合窜入其他线路的。这些分布电容的存在，可以对频率为ω的干扰信号提供1/jωC的电抗通道，电场干扰就可以由该通道窜入系统，形成干扰。
总结单片机软件抗干扰的几种办法 在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。下面以MCS-51单片机系统为例，对微机系统软件抗干扰方法进行研究。 1、软件抗干扰方法的研究 在工程实践中，软件抗干扰研究的内容主要是：一、消除模拟输入信号的噪声（如数字滤波技术）；二、程序运行混乱时使程序重入正轨的方法。本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法。 1.1 指令冗余 CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。当PC受干扰出现错误，程序便脱离正常轨道乱飞，当乱飞到某双字节指令，若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若飞到了三字节指令，出错机率更大。 在关键地方人为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NOP。这样即使乱飞程序飞到操作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行，程序自动纳入正轨。此外，对系统流向起重要作用的指令如RET、RETI、LCALL、LJMP、JC等指令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。 1.2 拦截技术 所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置，再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序。因此先要合理设计陷阱，其次要将陷阱安排在适当的位置。 （1）软件陷阱的设计 当乱飞程序进入非程序区，冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再进行出错处理。软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序区填入以下指令作为软件陷阱：NOPNOPLJMP 0000H其机器码为0000020000。
1 引言 近年来，微机测控系统，特别是单片机在工业自动化生产过程控制、智能化仪器仪表等领域的应用越来越深入和广泛，有效地提高了生产效率，大大提高了控制质量与经济效益。但是，测控系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的，其应用的可靠性、安全性就成为一个非常突出的问题。许多应用系统在进行仿真调试和实验室内的联机试运行时都是成功的，然而一进入现场使用，系统则会产生预料之外的误动作或误显示，严重时导致系统失灵，甚至导致巨大的损失。 影响测控系统可靠、安全运行的主要因素是来自系统内部和外部的各种电气干扰，以及系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。 系统自身及应用环境产生的各种电磁噪声仍是普遍的干扰因素，产生的原因主要有：放电噪声、高频振荡噪声、浪涌噪声。干扰源产生的干扰是通过耦合通道对微机测控系统发生电磁干扰作用，噪声的传递几乎都是通过导线或者通过空间和大地传递的。 2 干扰的主要耦合方式 （1）直接耦合方式 电导性耦合最普遍的方式是干扰信号经过导线直接传导到被扰电路中而造成对电路的干扰。在微机测控系统中，干扰噪声经过电源线耦合进入计算机线路是最常见的直接耦合现象。 （2）公共阻抗耦合方式 当一个电源电路对几个电路供电时，如果电源不是内阻抗为零的理想电压源，则其内阻抗就成为接受供电的几个电路的公共阻抗，只要其中某一个电路的电流发生变化，便会使其他电路的供电电压发生变化，形成公共阻抗耦合。 （3）电容耦合方式 这是指电位变化在干扰源与干扰对象之间引起的静电感应，又称静电耦合或电场耦合。 （4）电磁感应耦合方式 在任何载流导体周围空间中都会产生磁场，若磁场是交变的，则对周围闭合电路产生感应电势，在设备内部，线圈或变压器的漏磁是一个很大的干扰，设备外部，当2根导线在很长的一段区间架设时，也会产生干扰。 （5）辐射耦合方式 当高频电流流经导体时，在该导体周围便产生电力线和磁力线，并发生高频变化，从而形成一种在空间传播的电磁波，处于电磁波中的导体便会感应出相应频率的电动势。电磁场辐射干扰是一种无规则的干扰，这种干扰很容易通过电源线传到系统中去，此外，波，称为天线效应。 （6）漏电耦合方式 漏电耦合是电阻性耦合方式，当相邻的元件和导线间的绝缘电阻降低时，有些电信号便通过这个降低了的绝缘电阻耦合到逻辑元件的输入端而形成干扰。 3 单片机系统中的主要抗干扰手段 干扰的抑制方法，一般分为硬件抗干扰和软件抗干扰。笔者在开发研制自动化仪表和智能测控系统实践中，针对单片机系统的干扰及其抑制方法进行了分析、研究，并在实际运用中收到了良好的效果。 3．1 硬件抗干扰 为便于理解，干扰的来源可笼统地概括为：电源干扰、口线干扰和空间干扰。其相应的抗干扰措施分别为：