单片机抗干扰问题浅析

生产一线单片机系统抗干扰浅析文⊙罗小红（衡东县职业中专学校）摘要:在实验室研制并通过调试的单片机系统，将其置入现场后，往往出现这样或那样的问题，系统变得不稳定，影响其正常工作。

产生这种情况的原因主要是由于所在环境中各种干扰造成的，以致单片机系统的可靠性由多种因素决定的，而系统抗干扰性能就成为系统可靠性的重要指标。

因此，单片机应用系统中抗干扰问题也就成为设计应用中重要的课题。

关键词:单片机系统；干扰来源；抗干扰技术单片机由于其优异的性能价格比，在过程控制、运动控制、智能仪表、医疗器械等各个领域的应用越来越深入和广泛，有效地提高了生产效率和经济效益。

然而，单片机系统工作时，可能出现这样或那样的问题，使系统变得不稳定，影响正常工作。

产生这种情况的原因主要是由于所在环境中各种干扰造成的，以致单片机系统的可靠性由多种因素决定，而系统抗干扰性能就成为系统可靠性的重要指标。

因此，单片机应用系统中抗干扰问题也就成为设计应用中重要的课题。

一、单片机干扰来源及后果干扰用数学语言描述为d u/dt ,d i /dt ，雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

敏感器件有A/D 、D/A 变换器，单片机，数字I C ，弱信号放大器等。

（一）干扰的分类按产生的原因分有放电噪声、高频振荡噪声、浪涌噪声。

按传导方式可分为共模噪声和串模噪声。

按波形可分为持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等。

（二）干扰的耦合方式干扰源产生的干扰信号是通过一定的耦合通道才对测控系统产生作用的。

耦合方式是通过导线、空间、公共线等，主要有：1、直接耦合。

这是最直接、最普遍的一种方式。

比如干扰信号通过电源线侵入系统。

对于这种形式，最有效的方法就是加入去耦电路。

2、公共阻抗耦合。

常常发生在两个电路电流有共同通路的情况。

为了防止这种耦合，通常在电路设计上就要考虑。

使干扰源和被干扰对象间没有公共阻抗。

浅谈单片机软件抗干扰技术摘要：本文主要讨论单片机软件抗干扰技术的应用与实现。

首先阐述了干扰的概念和种类，然后介绍了单片机软件抗干扰的技术方法，包括降低干扰对系统的影响、增强系统对干扰的抵抗力和恢复受到干扰的系统运行；接着，分析了单片机软件抗干扰技术的不足和应对策略；最后，通过实例说明如何应用单片机软件抗干扰技术，总结了该技术在实际应用中的优点和展望。

关键词：单片机；软件抗干扰技术；干扰；抗干扰性能；应对策略正文：单片机是一种具有极强计算能力、可编程性和控制能力的微处理器，广泛应用于工业控制、家用电器、汽车电子等领域。

然而，由于工作环境与电磁干扰、电源波动等因素的影响，单片机很容易受到各种外部干扰，导致系统运行失常、数据错误等问题。

因此，单片机软件抗干扰技术的研究具有重要的现实和理论意义。

1 干扰的种类和影响干扰是指各种非期望的信号在系统中的出现，可以分为外部干扰和内部干扰。

外部干扰包括电磁干扰、电源波动、磁性干扰等，可以通过屏蔽、滤波、隔离等方法来减少其对单片机系统的影响；内部干扰主要是由于电路元件、信号传输线路等内部因素引起的，可以通过优化布局、提高信号质量、减小电流或电压等方法来减少其干扰效应。

干扰对单片机系统的影响主要体现在以下几方面：①引起系统崩溃或死机；②导致系统运行速度变慢、执行结果错误等；③损坏单片机芯片和外围设备，影响设备寿命和使用效率。

2 单片机软件抗干扰技术的方法单片机软件抗干扰技术主要包括以下三种方法：2.1 降低干扰对系统的影响为降低外部干扰对系统的影响，可以采用屏蔽、滤波、隔离等物理方法。

屏蔽是采用金属屏蔽罩、屏蔽织物等物理手段将系统与外界隔离；滤波可以通过电容、电感、滤波器等电路件实现对干扰的滤波控制；隔离可以采用光耦、隔离放大器等器件实现对信号的隔离和传输控制。

2.2 增强系统对干扰的抵抗力为提高系统的抗干扰性能，可以采用以下方法：首先，采用合适的单片机芯片和外围器件，如高标干、低噪声放大器等；其次，在软件中增加容错机制，如存储冗余、校验码等；最后，加强系统安全控制，如密码锁、权限认证等。

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。

现阶段工业企业使用的大多数系统结构、 电路以及相关组成器件等都处于简化的状态， 这种方式不仅有效的降低了单片机系统构建的 成本，而且对于系统运行可靠性的提升也有着 积极的促进作用。这种系统的运行原理就是通 过在两个不同的工作系统中同时输入一个数 据，然后再通过对相关数据结果的比较和分析， 如果数据结果与系统匹配的话则说明搞系统处 于正常运行状态，反之则说明至少有一个系统 出现了故障。此时系统就会进入自检过程，如 果系统自检完成后检测结果正常的话，则说明 系统正常。如果检测结果与系统运行状况不相 符的话，则说明系统处于故障的状态。 2.2.3 开关量输入软件抗干扰技术
（3）功率接地技术。功率接地技术实际 上就是将继电器、电磁阀、驱动电源等放置在 一起并连接，从而达到形成功率接地的目的。 由于这种接地方式在实际应用的过程中，会因 为电路功率的增加，而出现干扰信号、噪声等 干扰因素，所以这一接地技术不能与其他设备 同时连接。 2.1.3 屏蔽技术
屏蔽技术主要是通过屏蔽电磁干扰噪声 源的方式，为单片机营造良好的运行环境。由 于这一技术中的屏蔽体主要以金属质地为主， 所以这一技术的应用，对于电磁波干扰控制效 果的提升有着积极的促进作用。 2.1.4 隔离技术
信号在输出过程中对报警系统等相关状 态信号都会产生相应的驱动作用，通过对同一 信号的不断输出，是促进信号抗干扰性能提升 最直接有效的方法之一。虽然错误干扰信号不 断侵入外部执行设备，对外部执行设备的运行 反应速度产生了不同程度的影响。但是如果输 出信号的正确的话，那么错误干扰信号就是可 以有效避免的。这就要求工作人员利用可编程 接口芯片具有的可重复输出的特点，设置控制 输出状态信号的方式，降低外部干扰对芯片工 作方式产生的干扰，从而达到提升单片机系统 运行稳定性与可靠性有效提升的目的。 2.2.5 软件看门狗技术

现 ，这里 不 再列 出 。
四 、软 件 的抗 干 扰 设 计 （ ） 数 据 采 集 误 差 的 软 件 对 策 一
算 术 平 均值 法 。对 一 个 点 的数 据 连 续 采样 多次 ， 然后 计算 其平 均 值 ， 以其 平均 值 作 为该 点 的 结 果 ，这 种 方 法 可减 小 系统 的 随机 干扰 对 采 集结 果 的影 响 。 一般 取 ３ ５ 次平均即可。 比 较 取舍 法 。测 量 的结 果 中可 能 会 出 现 偏 差 较 大 的 数据 ，如 测量 数 据 是 有 一 定 变化 规 律 的 ，就 可 以 根 据 变化 规 律 将 个 别 偏 差 大 的 数据 舍 去 。 函数 法 。用 一 个 特 定的 函数 对 采集 的 数 据 进 行 处 理 ，使 测 量 结果 中的 干 扰 值 的 影响作用减小 。 （ ） 控 制 状 态 失 常 的 处 理 方 法 二 软件 冗余 。对 于 条 件 控 制 系统 ，可 以 把 控 制 条 件的 一 次 采 样 和处 理 控 制 输 出改 为 循 环 采样 和 处 理 控 制输 出 。这 种 方 法 对 惯 性 较 大 的控 制 系 统具 有 良好 的 抗 偶然 因 素干扰作 用。 设 置 输 出 状 态寄 存 单 元 。 根 据 单 片机 系统 对 数 据处 理 后 的 输 出 结 果 ，设 置相 应 的 输 出 状 态寄 存 单 元 ，如 果 干 扰 侵 入输 出 通 道 将输 出状 态 破 坏 时 ，系 统 在 定 时查 询 寄 存 单 元 的输 出状 态 信 息 时 ，就 会 发现 错 误 ， 而 及 时纠 正输 出状 态 。 从 设 置 自检 程序 。在 计 算 机 内 的特 定 位 置 或 某些 内存 单 元 中设 置状 态 标 志 ，在 开 机 后 或有 自检 中断 请 求 时 ，系 统 将 首先 运 行 自检测 试 程 序 ，对 整 个 系 统 或 关键 环 节 进 行 模拟 测 试 ，并 将 测 试 结 果 通过 某种 方 式 显示 出来 ，这 样 就 可 以 保 证 系统 中信 息 存 储 、传 输 、 运 算 的 高 可 靠性 。 （ ） 程 序 运 行 失 常 的 软 件 对 策 三 使 用 程 序 监 视 跟 踪 定 时 器 程序监 视跟踪 定时器即 Ｗ ａｔ ｈｄＯ ｃ ｇ在 单 片机 抗 干 扰 设 计 中 使 用非 常 广 泛 ，各大 器 件生 产 商 提 供 了 不 同 的功 能 的 芯 片 ，如

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。

单片机系统抗干扰措施分析及应用摘要：单片机的应用环境往往比较复杂，总结了产生干扰的因素，对其造成的后果进行了分析。

根据实践总结的经验，从硬件和软件两个方面对单片机的抗干扰提出了处理方法。

关键词：单片机，抗干扰，硬软件单片机控制系统一般都安装在工业现场，与之相连的被控对象及待测参数往往遍布整个控制区域，这就使得各种强烈的干扰源直接或间接的影响微机控制系统的工作。

这些干扰源会使系统的可靠性和稳定性大大降低，严重的还会导致系统的运行紊乱，造成生产事故。

因而在实际的应用设计中，要提高控制系统的抗干扰能力，保证控制系统可靠的工作。

1.干扰的来源及后果工业现场的干扰主要是以脉冲的形式进入单片机系统，其主要的途径主要有三条，即从空间的辐射，供电系统干扰和过程通道干扰。

以下的系统容易产生干扰：单位控制器的时钟频率特别高，总性周期特别快的系统；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；含微弱的模拟信号电路以及高精度 A/D 变换电路的系统。

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。

(2)程序运行失常。

干扰的加入使输出误差加大，造成逻辑状态改变，导致控制失常；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。

单片机内部程序指针错乱，运行了错误的程序； RAM中的某些数据出错，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。

(4)定时不准。

单片机内部程序指针错乱，使中断程序运行超出定时时间； RAM中计时数据被冲乱，使程序计算出错误的结果。

(5)数据发生变化。

在干扰的侵入下，RAM中数据有可能发生改变；虽然ROM 能避免干扰破坏，但单片机片内RAM以及片内各种特殊功能寄存器等状态都有可能受干扰而变化，甚至EEROM中的数据也可能误读写，使程序计算出错误的结果。

2.硬件抗干扰设计2.1 选择抗干扰性能强的CPU单片机和单片机抗干扰能力是不一样的。

单片机多级通信系统的抗干扰能力分析一、引言在现代电子设备与通信系统越来越复杂的背景下，抗干扰能力成为了电子设备设计中至关重要的因素之一。

尤其是单片机多级通信系统作为一种常见的通信应用，其抗干扰能力对数据传输的稳定性和可靠性具有重要影响。

本文将对单片机多级通信系统的抗干扰能力进行深入分析，包括干扰来源、影响因素以及提高抗干扰能力的方法与措施。

二、干扰源及其影响1. 电源线干扰：电源线常常受到来自外界的电磁干扰，如其他设备的电磁辐射、电源线的电磁耦合等。

这种干扰会通过电源线传播到单片机系统中，导致通信信号的失真和误码率的增加。

2. 环境电磁辐射干扰：单片机多级通信系统通常会面临来自周围环境的电磁辐射干扰，如无线电信号、电磁波辐射等。

环境电磁辐射对通信信号的强度、频率和稳定性都会产生不可忽视的影响。

3. 信号线串扰干扰：在单片机多级通信系统中，各个信号线之间存在较短的物理距离，信号线之间会产生电磁耦合作用，从而引发串扰干扰。

这种干扰会导致通信信号的失真和干扰信号的注入。

三、影响因素分析1. 系统硬件设计：在单片机多级通信系统的硬件设计中，要注意电源线走线、优化信号线布局，采用屏蔽技术、增加滤波器等，以降低干扰源对系统的影响。

2. 地线布线：良好的地线布线对抗干扰能力至关重要。

应采用合适的地线布线方法，减少地线回路的共模噪声，提高系统的抗干扰能力。

3. 系统软件设计：在单片机多级通信系统的软件设计中，应对干扰信号进行滤波和抑制。

具体来说，可以采用滑动平均、中值滤波等方法对接收到的信号进行处理，以增强抗干扰能力。

4. 信号调制与解调技术：合理选择和设计调制解调技术，采用适当的调制方式和解调算法，可以有效降低信号传输过程中干扰的影响。

四、提高抗干扰能力的方法与措施1. 电磁屏蔽技术：通过在关键电路周围设置屏蔽罩或采用屏蔽材料，可以有效隔离外界电磁辐射对单片机多级通信系统的影响。

2. 滤波器设计：合理设计和选择滤波器，对干扰信号进行滤波处理，滤除干扰频率，以保证通信信号的传输质量。

双向晶闸管的结构符号见图8-6（b）。三个电极分别是 T1、T2、G。其特点是，当G极和T2极相对于T1的电压均为 正时，T2是阳极，T1是阴极。反之，当G极和T2极相对于T1 的电压均为负时，T1变成阳极，T2为阴极。 （4）光电隔离固态继电器(SSR)
图8—7 SSR的内部结构框图
图8—8 SSR基本单元电路
（2）浪涌、下陷、半周降出：当1s>Δt> 10ms时产生 的干扰，可使用快速响应的交流电源调压器克服。
（3）尖峰电压：当Δt为μs量级时产生的干扰， 解决办法是使用具有噪声抑制能力的交流电源
调节器、参数稳压器或超隔离变压器。
（4）射频干扰：当Δt为ns量级时产生的干扰，可加2~3节低 通滤波器消除干扰。
（a）二极管—稳压管抑制电路 （b）电阻—二极管抑制电路（c） R-C阻容抑制电路 （d）（e）开关触头两端的反电势抑制电路 图8—12 反电势抑制电路
☆8.3 印制电路板及电路的抗干扰设计
在单片机系统中，印制电路板的设计好坏对抗干扰能 力影响很大。印制电路板是用来支撑电路元件，并提供电 路元件和器件之间电气连接的重要组件。为了减少干扰， 在印制电路板设计过程中必须遵循以下三大原则：
图8—13 去耦电容的安装位置图
3．选择时钟频率低的单片机及外部时钟部件。 4．元件的选择尽量采用低速器件。 5．对进入电路板的信号源及从高噪声区来的信号要加滤 波，继电器线圈处要加续流二极管。 6．尽量不使用IC插座，而把IC直接焊在印制板上，这样 可减少IC插座间较大的分布电容。 7．电源插接件与信号插接件要尽量远离，主要信号的插 接件外面最好带有屏蔽。
输入、输出通道是必不可少的。这些通道不可避免地会 使各种干扰直接进入单片机系统。同时，在这些输入输 出通道中的控制线及信号线彼此之间会通过电磁感应而 产生干扰，从而使单片机应用系统的程序错误，甚至会 使整个系统无法正常运行。

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。

浅议-单片机应用系统抗干扰技术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，大大提高了产品的质量，有效地提高了生产效率。

但是，测控系统的工作环境往往复杂、比较恶劣，尤其是系统周围的电磁环境，这对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。

下面着重分析干扰对单片机应用系统的影响，并结合亲身经验，从软、硬两个方面给岀具体的解决方法。

2.干扰对单片机应用系统的影响影响应用系统可靠、安全运行的主要因素来自系统内部和外部的各种电磁干扰，以及系统结构设计、元器件安装、加工工艺和外部电磁环境条件等。

这些因素对单片机系统造成的干扰后果主要表现在以下几个方面：____ (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，甚至干扰信号淹没测量信号，特别是检测一些微弱信号，如人体的生物电信号。

—(2) 影响单片机RAM 存储器和E2PR0M 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、E2 PROM中的数据都有可能受到外界干扰而变化。

—(3)控制系统失灵单片机输岀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，将导致输岀控制误差加大，甚至控制失灵。

—(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。

若外界干扰导输岀严重混乱或死机。

— 3. 硬件抗干扰技术3.1选择良好的元器件与单片机硬件抗干扰技术是系统设计时首诜的抗干扰措施，它能有效抑制干扰源阻断干扰传输通道。

常用的硬件设计抗干扰措施如下：①现在市场上岀售的元器件种类繁多，有些元器件可用但性能不佳，有些元器件极易受到干扰，因此在选择关键元器件如译码器、键盘扫描控制器、RA M等时，最好选用性能稳定的工业级产品。

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。

• 199•ELECTRONICS WORLD・技术交流随着我国科技的发展，单片机自动控制系统的技术也越来越现代，其集成了计算机技术、通信技术、以及自动控制技术等，有效的提高了单片机自动控制系统的性能。

单片机也因为其良好的性能，被逐渐的应用到电力、化工、以及交通等各个领域中，发挥着非常重要的作用。

然而在单片机自动控制系统中，抗干扰性还存在着一定的问题，影响着单片机的发展，因此本文就以此为背景来单片机自动控制中抗干扰问题进行分析，结合自己多年的工作经验，提出了相应的抗干扰的建议，为单片机的应用提供参考。

1 单片机自动控制系统常见的问题单片机自动控制系统受一些因素的影响，容易产生干扰，如电场、磁场、以及周围的温度等，影响着系统的稳定性，还有可能引发系统软件失控的现象，严重的影响着单片机的应用。

本文通过翻阅相关资料，总结出单片机自动控制系统在应用中常存在着问题如下：（1）信息漏接，或者无法接收等问题，就是说下位机的单片机经常会收不到，或者漏接上位机发出去的信息。

（2）在启动电机之后，下位机的单片机出现乱码现象，从而导致系统无法正常应用。

（3）继电器驱动失灵。

（4）单片机显示器不工作。

（5）单片机死机、无法启动。

（6）定位失准。

2 单片机自动控制系统的干扰源单片机自动控制系统的干扰源主要是电源干扰、空间电磁波干扰、以及过程通道干扰，本文将对其进行一一分析：2.1 电源干扰因为单片机控制系统中的电源跟工业系统的电源是共用的，当打开电源，启动大电机时，就会产生非常强的干扰信号，给电源电压带来巨大的波动。

并且当电源的引线非常长时，在输电时也会产生较强的干扰信号，影响着系统的正常运行。

而且还有很多干扰是因为电源耦合引发的，影响着系统的应用。

2.2 空间电磁波干扰单片机自动控制系统的信号电压是低电平电压，当应用中，需要较长的电缆时，如果遇到较强的电磁设备运转时，也会对单片机自动控制系统带来干扰。

并且系统之间的布线、电感等也会给系统带来干扰，导致系统不稳定，影响着测量结果，严重时，还有可能导致整个信号失真。

单片机抗干扰问题
刚接触单片机就用的是P89LPC系列飞利浦（现为NXP）C51系列单片机，做了几个掌握板都用在低压380V配电柜内，很稳定。

最近用LPC2132做了套掌握板，也用在低压配电柜内，结果四周的接触器一动作，尤其是跳开时，掌握板频繁死机。

以前听说过抗干扰问题，但没遇到过，上网查了资料，问题缘由一般归结为电路设计问题和单片机抗干扰力量差。

PCB设计问题对高频电路来说影响大，工频应当是影响不大。

借鉴网友“经典”的测试方法，拿个接触器放到掌握板旁，接线圈的引线放到单片机四周，不断地接通和断开接触器线圈，单片机编个简洁的LED闪耀程序，还是用P89LPC938测试，当用内部振荡器时，毫无影响，使用外部晶振时，就会消失影响，间或LED不闪了，再干扰几下，又接着闪了。

LPC2132只能用外部晶振，测试结果是频繁彻底死机，不会消失停止闪耀又会恢复的现象。

改用有源晶振后，抗干扰力量有所增加，同样的测试，间或死机。

再加些别的措施，正常条件下应当能用，还需测试。

配电柜内掌握板必需牢靠工作，掌握着外部电动机和电动阀，看门狗在这种条件下是不能用的，复位了，设备就停了。

1。

简析单片机在工业应用中的抗干扰问题单片机由于具有体积小、功能强、环境适应性好等优点而在工业控制中得到广泛应用。

但由于设备频繁起停，工业电磁干扰等原因，单片机系统的工作亦受到严重影响，甚至无法正常工作。

因此，单片机系统中的抗干扰技术成为工程技术人员必须考虑的一个重要问题。

标签：单片机；工业应用；抗干扰1、工业现场中主要的干扰源（1）电源对单片机的干扰。

由于单片机电路通过电源电路接到电网，所以电网的噪声可以通过电源电路干扰窜进单片机线路，这是单片机电路受干扰的主要原因之一。

单片机系统中最主要并且危害最严重的干扰源也来自电源的污染。

电源干扰可以从以下几种情况来详细考虑：第一种情况，通过电源变压器的耦合。

由于变压器的初级线圈靠得很近，这两部分间的分布电容通常有数百PF。

这种分布电容不仅电容量大，而且有十分好的频率特性，对高频噪声有很低的阻抗；第二种情况，电源本身的过压、欠压、停电等故障引起的电源的噪声。

任何电源及输电线都存在内阻，正是这些内阻引起电源的噪声干扰。

第三种情况，浪涌、下陷、尖峰电压与其它电源干扰。

大功率设备在接通瞬间需要很大的启动电流，并可持续几百毫秒，从而在输电线路内阻上将产生很大的压降，这是电网中产生电压瞬变（浪涌、下陷）的主要原因。

这些噪声迭加在正弦交流电压上沿线路传输，在所到之处引起干扰，如果幅度过大，会毁坏设备。

（2）高频设备对单片机的干扰。

高频设备在运行过程中高速的进行开关的切换时，产生大量耦合性噪声。

此外变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干擾。

（3）感性负载对单片机的干扰。

在电力拖动控制系统中，接通或分断感性负载是一种常见的控制动作。

在感性负载的通断过程中，其触点都会产生较大的电弧。

这种电弧放电产生一种很强的电磁干扰，这给单片机的工作带来非常严重的影响。

2、选用单片机的原则（1）选用低功耗系列单片机。

MCS-51单片机有HMOS和CHMOS两种芯片，HMOS芯片运行功耗大，不宜使用在低功耗应用系统中。

单片机的干扰分析及抗干扰性能
搞过产品的朋友都有体会，一个设计看似简单，硬件设计和代码编写很快就搞定，但在调试过程中却或多或少的意外，这些都是抗干扰能力不够的体现。

下面讨论一下如何让你的设计避免走弯路：
抗干扰体现在2个方面，一是硬件设计上，二是软件编写上。

这里重点提醒：在MCU设计中主要抗干扰设计是在硬件上，软件为辅。

因为MCU的计算能力有限，所以要在硬件上花大工夫。

看看干扰的途径：
1：干扰信号干扰MCU的主要路径是通过I/O口，一是影响了MCU的数据采集，二是影响内部其它寄存器。

解决方法：后面讨论。

2：电源干扰：MCU虽然适应电压较宽(3-5。

5V)，但对于电源的波动却很敏感，比如说MCU可以在3V电压下稳定工作，但却不能在电压在3V-
5。

5V波动的情况下稳定工作。

解决方法：用电源稳压块，做好电源的滤波等工作，提示：一定要在电源旁路并上0。

1UF的瓷片电容来滤除高频干扰，因为电解电容对超过几十KHZ的高频干扰不起作用。

3：上下电干扰：但每个MCU系统在上电时候都要经过这样一个过程，所以要尤其注意。

MCU虽然可以在3V电压下稳定工作，但并不是说它不能在3V以下的电压下工作，当然在如此低的电压下MCU是超不稳定状态的。

在系统加电时候，系统电源电压是从0V上升到额定电压的，比如当电压到2V时候，MCU。