单片机抗干扰能力

电路中常见的几种单片机抗干扰技术对于提高单片机系统设计，提高系统的可靠性显得尤为重要。

对单片机系统而言，干扰因素有两种，一是来源于系统外部环境和其它电气设备产生的干扰，通过传导和辐射等途径影响单片机系统正常工作;二是来源于系统内部，由系统结构、制造工艺等决定以及内部元器件在工作时产生干扰，通过地址、电源线、信号线、分布电容等传输，影响开关电源模块系统工作状态。

一. 什么是干扰源？干扰源是指产生干扰的元件、设备或信号。

产生的干扰包括：(1)电磁干扰，如继电器开关启动、静电放电、电网电压波动等都可能引起不同程度的瞬变浪涌电压，会造成IC和半导体器件PN结烧毁、氧化层击穿等。

(2)人为干扰，如机械振动、继电器触点抖动、元器件安装和电路板布线引起的电磁耦合、接插件接触不良、虚焊、放大器自激、电源纹波等。

(3)环境因素干扰，如噪声和环境温湿度、以及太阳黑子的变化，空间粒子辐射等。

每一个设备干扰造成的误操作，可能运行千次才出现一次，甚至是上万，百万才出现一次。

时间上是一天，一个月，甚至是一年很多年。

但是干扰出现所造成的严重后果，是我们无法想象到的。

在这里我先引用一个小插曲：原来我在镇江做焊机的时候，老是出现焊机在上电瞬间有信号输出，出现的频率很高，最严重的一次是差点将一个客户员工的手指压到。

后来我想了个方法就是是在信号输出的I/O口上加上一个50k的上拉电阻，发现问题还是有，但是出现的频率降下来了，后来又改用15k的电阻，就彻底地把那个问题给解决了。

干扰信号源也遵循欧姆定律，越存在干扰的场合，跟测试使用的上拉电阻也有联系。

想知道他是怎么解决的，可以看下下面的文章：[话题] 【MCU每周论点】如何提高单片机的抗干扰能力? 亲你懂吗?二. 干扰源产生的原因是什么？下面回到正题，单片机干扰的原因还包括传播途径、敏感器件的使用，也会使单片机受到干扰。

干扰对单片机系统的影响主要通过三种途径传输，包括：(1)输入系统。

单片机测控系统的抗干扰能力分析摘要：由于工作环境的多样性，单片机测控系统在工作过程中所受干扰比较大。

为了减少这种影响，提出了抗干扰技术，它是一项系统性的工程，该系统开发的整个过程与环节都要进行抗干扰能力的设计。

本文分析了干扰的来源与形成以及其对单片机测控系统产生的不良影响，从硬件、软件两方面来讨论单片机的抗干扰能力，尽可能的提高整个单片机测控系统的稳定性与可靠性。

关键词：单片机；测控系统；抗干扰能力中图分类号：tp274 文献标识码：a文章编号：1007-9599 (2013) 05-0000-02随着单片微型计算机的应用越来越广泛，主要用于智能化仪表中，尤其是测量控制系统的微型计算机，它是一种新型的微电子设备，具有完善的智能化特性，因而在工业系统中高达90%采用的是单片机测控系统。

由于工业环境中到处都是强弱电设备，不仅有数字电路还有不同模拟电路形成一个强电与弱电数字与模拟共存的局面，同时工作环境电磁干扰强、环境恶劣，其工作性与可靠性都会收到极大的影响。

因此，有必要对单片机测控系统的抗干扰能力进行研究，提高其在电磁环境中的适应能力以及稳定性。

1干扰的来源及形成1.1干扰的来源。

（1）较恶劣的供电环境。

属于重工型企业的铝厂，设备多数是大功率、大感性负载，启动或停止它们都会造成电网电压的大幅度变化，出现欠压、过压的现象，甚至有时候是额定电压的10%，出现这种情况可能持续几分钟或更久。

另外，大功率开关的通断也会造成电网产生尖脉冲，当尖脉冲跟电网的正弦波两者相叠加的时候，其通过交流电源进入到计算机内，对计算机造成了极大的危害，通常情况下，使得计算机发生“飞程序”，出现鼠标乱跳、打印机误动作等故障，使得计算机系统半瘫痪。

（2）严重的噪声环境。

为了实现数据采集或实时控制，模拟量、开关量的输入/输出信号线和控制线长达十几米至几百米，从而对计算机系统的干扰无从避免。

在高压系统调试后，发现在足够大的干扰下，极大的影响了线路分布电容的参数，同时，它对微型计算机引入了够强的干扰，轻微情况只是程序发生错误，影响其正常工作，严重情况下可能导致程序被冲或微机芯片直接被损坏掉【1】。

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。

单片机的抗干扰能力在我一次产品中有AVR 和PIC 两种芯片同时存在，当用AVR 推动继电器-- 再推动接触器。

用PIC 来显示。

发现PIC 居然有点小小的干扰，不得不在外围电路上加措施才解决问题。

都说PIC 的抗干扰一流的，我怀疑之下对两种单片机做一个小小的测试。

首先说明，我只是比较单个芯片的最小系统，比较单片机的自身抗干扰能力。

1。

电源用变压器变压12V ，7805 稳压，输入输出均接电解电容和104 电容。

2。

单片机最小系统，用3 个I/O ，按钮，指示灯，驱动三极管（继电器-- 再推动接触器）不用的管脚不管。

3。

干扰源，由于没有仪器，只好用接触器的线圈来做干扰源，为了加强干扰，接触器线圈两端没有加104 电容。

4。

软件，最小最简单，不加任何处理只推动作用。

5。

元件选择，PIC 的用PIC16C54 ,PIC16F54 ,PIC16F877A , PIC16F716。

AVR 的选用M8。

AT28 , AT13。

接下来做测试了：PIC16C54 ：先是接触器放在芯片旁边。

无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，真是稳如泰山。

再用接触器线圈引线缠绕芯片。

在6 圈以下还是稳如泰山。

上了7 圈就有干扰了。

看来PIC16C54 真是强悍啊。

佩服。

接下去就试PIC16F54了。

PIC16F54 ：先是接触器放在芯片旁边。

不得了！程序简直没有办法运行，和PIC16C54 简直一个在天上，一个在地下。

万思不得其解。

查阅PIC 资料都说PIC 的F 系列比C 系列差，就是F 系列的不同产品抗干扰也不一样。

于是又测试PIC16F716 。

PIC16F716 ：先是接触器放在芯片旁边。

果然好多了，10 次也就1 次复位。

PIC16F877A ：先是接触器放在芯片旁边。

无论怎么按动按钮，接触器的干扰对它一点反映也没有，再用接触器线圈引线缠绕芯片。

在1 圈就有干扰复位了。

以上就是对我有的几种PIC 片子的测试结果。

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。

试析单片机应用中的抗干扰技术与方法摘要：单片机抗干扰技术是单片机应用系统中需要首先进行考虑的技术问题，它对于单片机应用的稳定性和可靠性有着很大的影响和作用。

本文主要结合干扰作用对于单片机系统的不利影响情况，对于单片机应用系统中比较常见的集中抗干扰技术与方法进行分析论述，以提高单片机应用中的抗干扰技术水平，保证单片机运行应用的稳定性与可靠性。

关键词：单片机系统软件工业领域抗干扰技术方法分析中图分类号：tp368.1 文献标识码：a 文章编号：1007-9416（2013）01-0025-02单片机应用系统在工业领域环境中的应用比较广泛和普遍。

通常情况下，单片机应用系统在进行仿真调试以及实验室内部的联机运行应用中，运行稳定性与可靠性都比较高，但是在进行工业环境领域的实际运行应用时，由于工业环境领域内部本身的干扰因素比较多并且复杂，容易造成单片机应用系统运行中出现一些这样或者是那样的不可控制问题，对于单片机系统设备的可靠、稳定运行有着很大的不利影响。

本文主要在对于单片机应用系统的干扰影响分析下，针对比较常见的几种单片机应用系统抗干扰技术和方法进行分析论述，以提高单片机系统中的抗干扰技术水平。

1 干扰作用对于单片机系统的影响分析随着社会经济与工业生产不断发展，单片机系统不仅在工业生产领域应用越来越广泛，而且在智能化仪表以及监控系统领域中的应用数量也越来越多，因此，对于单片机系统运行可靠性与稳定性的要求也就越来越高。

通常情况下，在单片机系统运行过程中，对于单片机系统运行可靠性与稳定性产生影响的因素有很多，而单片机系统的抗干扰能力是影响系统可靠性和稳定性的最重要因素。

根据干扰作用对于单片机系统运行稳定性与可靠性的影响情况来看，形成干扰影响的单片机系统运行可靠性干扰作用，主要有单片机系统运行环境中的放电干扰以及高频振荡干扰、电磁干扰、浪涌干扰等，这些干扰作用主要来自单片机系统工作运行的环境，不仅容易造成单片机系统程序的运行出现混乱，而且还会导致单片机系统中的硬件控制失灵以及数据采集出现较大误差，对于带有音频以及视频信号的应用系统中，干扰作用还会造成单片机应用系统出现声音失真或者是图像串色、串扰等问题，对于单片机系统的正常可靠运行有着很大的危害作用。

单片机别称微控制器，是把一整套的计算机系统集成到一块芯片上，具有质量轻、体积小、成本低、易开发与应用等优点。

因此，单片机在我们日常生活中的应用十分广泛，已经渗透到通信设施、导航系统、电器以及程控玩具等多个领域。

但是当下的生活环境，单片机的运行必然受到各种干扰，这些干扰会使单片机在运行中出现失误甚至系统失灵，造成极大损失，因此，单片机系统的抗干扰能力和技术一直是受关注的重要课题。

一、单片机系统主要干扰源及其危害 1、单片机系统主要干扰源单片机易受干扰与其结构组成有很大关系。

单片机一般由信号检测、信号处理与控制、信号驱动、系统交互以及显示五大部分组成，不仅包含了各种传感器、继电器、接触器、电磁阀，而且还有各种集成电路和多种耦合器件、执行器件、显示器件等。

这种复杂的结构导致单片机极易受到内外干扰源的干扰。

单片机系统自身运行产生的放电、高频振动等噪声和电磁波以及外部环境中的各种电磁波、信号等都会对单片机系统产生干扰。

干扰源产生的干扰主要通过耦合通道对单片机系统产生作用。

主要的耦合方式有：（1）直接耦合。

直接耦合是单片机干扰最普遍的方式。

这种方式主要是干扰信号通过导线直接传到被干扰线路中而对单片机的电路产生干扰。

（2）公共阻抗耦合。

这种耦合方式发生的条件是一个电源电路对几个电路供电时，当电源不是理性的内阻抗为零的电压时，则起内阻抗就成为几个电路的公共阻抗。

只要其中某一电路发生变化，便会使其他供电电压发生变化。

（3）电容耦合。

又称静电耦合或是电场耦合。

主要是电位变化在干扰源和干扰对象之间产生的静电感应。

（4）电磁感应耦合。

磁场存在于任何载流导体周围，若是交变磁场，则会对周围的闭合电路产生感应电势。

在设备圈内部如果线圈或变压器漏磁则会产生很大干扰，在设备圈外，当三根导线在长区间架设时也会产生干扰。

（5）辐射耦合。

电流流经导体会在导体周围产生电力线和磁力线，并发生高频变化，从而形成在空间传播的电磁波。

电磁干扰是种无规则的干扰方式，很容是通过电源线传到单片机系统中。

单片机休眠一复位运行方式提高抗干扰能力随着微电子技术的飞速发展，单片机的性能迅速提高，在运算、逻辑控制、智能化方面显示出非凡的优势,在很大程度上取代了原来由数字逻辑电路、运算放大电路组成的检测、控制电路，应用非常广泛。

但由于它存在着死机、程序跑飞等致命缺陷，使它在许多重要场合的应用受到限制。

在抗干扰方而的许多技术，比如设软件陷阱、加硬件看门狗电路等,可使这一问题有较好的解决，但仍然存在问题:看门狗动作时，意味着已经出现了错误，且运行了一段时间，这在有些场合是不允许的;有时程序出现死循环错误，但是刚好把看门狗控制环节包含进去，对于这样的错误采用看门狗无法识别;在检测控制周期比较长的系统中, 单片机花大量时间等待外设，执行等待命令时同样会受到干扰。

针对这些情况，我们在实践中尝试了主动复位的办法,采用等间隔的脉冲或根据外部条件对单片机进行复位唤醒。

每次复位后，单片机执行相应的程序，执行完任务后及时进入休眠，等待下次复位。

用此方法较好地解决了上述问题，并在农用变压器综合保护器实验中得到了较好的效果。

下面以51系列单片机为例探讨原理与实现方法，复位信号为高电平。

1原理与实现方法1.1无条件定时复位法。

用定时器、专用时钟芯片或其它脉冲产生器，按照设定的间隔定时产生复位信号。

这种方法特别适合监测仪表。

在实际运行中，往往是用A/D转换器采样输入的模拟量，然后进行存储显示。

这一过程很快，但为了读数稳定，每秒数据更新不过2〜2 次,CPU的大量时间用于等待。

如果让CPU执行完任务后直接进入休眠，然后由外界复位唤醒它去执行下一次操作,这就是定时复位法。

这样会使抗干扰能力大大增强，主要有2点:①休眠时,程序停止运行，不会出现PC指针紊乱引起的程序跑飞。

如果工作与休眠的时间比例为29也就是说丄s内有0.1s的时间用来检测、送显示，有0.9s的时间休眠,程序受干扰的概率是全速运行时的2/20,整体抗干扰能力提高了10倍。

②由于每Is无条件复位1次,一旦某次工作期间出现死机，在下次复位时肯定得以恢复。