第七章_微处理器及软件抗干扰

软件抗干扰算法与硬件电磁屏蔽相结合的PLC设计近年来，由于电磁干扰对PLC系统的影响日益显著，人们对软件抗干扰算法与硬件电磁屏蔽相结合的PLC设计进行了深入研究。

软件抗干扰算法和硬件电磁屏蔽技术的结合可以有效提高PLC系统的抗干扰能力，保证其稳定可靠的运行。

首先，通过软件抗干扰算法的设计，可以减少PLC系统对电磁干扰的敏感度。

软件抗干扰算法可以通过有效的信号过滤、干扰检测和干扰抑制等技术手段，降低对干扰信号的响应。

常用的软件抗干扰算法包括误码校正、差错检测、冗余校验等。

这些算法能够对输入信号进行处理和分析，提高PLC系统对干扰信号的鲁棒性，防止出现误操作或数据错误。

然而，单纯依靠软件抗干扰算法存在一定的局限性，特别是在面对强电磁干扰环境时。

为了更好地应对这一问题，硬件电磁屏蔽技术的应用成为了必要选择。

硬件电磁屏蔽技术可以通过设计和选择合适的电磁屏蔽材料和结构，将PLC系统与外部干扰源隔离开来，降低干扰的传输和辐射，提高系统的抗干扰能力。

常用的硬件电磁屏蔽措施包括屏蔽罩、屏蔽壳等。

在PLC设计中，软件抗干扰算法与硬件电磁屏蔽技术的结合应该从系统级和模块级两个层面进行考虑。

在系统级上，需要对整个PLC系统进行综合设计，包括信号的输入输出接口、系统电源和传输线路等。

可以通过合理的布线方式、增加磁隔离器件和并行操作等方式来提高系统的抗干扰能力。

在模块级上，需要针对PLC的各个功能模块进行抗干扰设计，包括控制逻辑模块、输入输出模块等。

可以通过合理的模块布局和优化设计，减少干扰信号的传播和接收。

除了软件抗干扰算法和硬件电磁屏蔽技术的结合外，还应注重PLC系统的抗干扰测试和验证。

在PLC设计完成后，需要进行全面的抗干扰测试和验证，确保系统在电磁干扰环境下的正常运行。

可以采用实验室仿真、环境测试和实际应用场景测试等方法，验证系统的抗干扰能力。

同时还需要不断优化和改进抗干扰设计，以适应不断变化的干扰环境。

总的来说，软件抗干扰算法与硬件电磁屏蔽技术的结合是提高PLC系统抗干扰能力的重要手段。

单⽚微型计算机原理胡乾斌课后习题答案（供参考）习题11.1什么是单⽚微型计算机?答：单⽚微型计算机是将计算机的基本部件微型化并集成到⼀块芯⽚上的微型计算机，是计算机微型化的典型代表之⼀，通常⽚内都含有CPU、ROM、RAM、并⾏I/O、串⾏I/O、定时器/计数器、中断控制、系统时钟及系统总线等。

1.2单⽚机的发展经历了哪⼏个阶段？在哪⼀阶段确⽴了单⽚机在嵌⼊式应⽤中的地位。

答：单⽚机初级阶段（1974—1976年），芯⽚化探索阶段（1976—1978年），8位单⽚机成熟阶段（1978—1982年），从SCM向MCU过渡阶段（1983—1990年），MCU百花齐放阶段（1990年—⾄今）。

其中，芯⽚化探索阶段（1976—1978年）确⽴了单⽚机在嵌⼊式应⽤中的地位。

1.3 单⽚机可分为⼏个系列？简述每个系列的主要特性。

答：单⽚机按系列可分为80C51系列、PIC系列和AVR系列等。

PIC系列单⽚机是Micro Chip公司的产品，与51系列单⽚机不兼容。

1) PIC系列单⽚机最⼤的特点是从实际出发，重视产品的性能与价格⽐，发展多种型号来满⾜不同层次的应⽤要求。

2) 精简指令使其执⾏效率⼤为提⾼。

3) 产品上市零等待（Zero time to market）。

4) PIC有优越开发环境。

5) 其引脚具有防瞬态能⼒，通过限流电阻可以接⾄220V交流电源，可直接与继电器控制电路相连,⽆须光电耦合器隔离，给应⽤带来极⼤⽅便。

6) 彻底的保密性。

7) ⾃带看门狗定时器，可以⽤来提⾼程序运⾏的可靠性。

8) 睡眠和低功耗模式。

AVR单⽚机是1997年由ATMEL公司研发出的增强型内置Flash的RISC(Reduced Instruction Set CPU) 精简指令集⾼速8位单⽚机。

AVR单⽚机的主要特性1) AVR单⽚机以字作为指令长度单位，将内容丰富的操作数与操作码安排在⼀字之中(指令集中占⼤多数的单周期指令都是如此)，取指周期短，⼜可预取指令，实现流⽔作业，故可⾼速执⾏指令。

建筑设备监控系统实验装置实验目地、要求：1、 熟悉LonWorks 现场总线及TCP/IP 的转换。

2、 熟悉楼宇自动化系统BAS （Building Automation System ）的特点及应用。

3、 通过EU2802电力监控模块对建筑物的总配电箱和分配电箱的配电回路开关状态进行实时监测，了解配电监控的原理。

4、 通过EU2042模块对空调系统进行实时监控，了解空调系统监控的原理。

5、 通过EU2026模块对部分公共照明回路进行实时监控，了解照明系统监控的原理。

6、 通过EU2106和EU2104模块对给排水系统实时监控，了解给排水系统监控的原理。

7、 学生动手构造整个楼宇自动化系统，并通过上位机HMI 软件读取数据进行相关操作。

实验所使用的仪器、设备和工具：万用表、斜口钳、跳线、螺丝刀（大小、平口与十字各一把）。

第一节 建筑设备监控系统组成1．建筑设备监控系统的组成： 服务器调制解调器I.LON 600LNS DDE SERVER监控软件防火墙以太网路由器EU2802水平网线打印机交换机垂直主干线EU2042EU2026EU2106EU2104建筑设备监控系统实验装置主要组成有：LonWorks现场总线型配电监测模块EU2802，空调控制节点EU2042，照明系统监控模块EU2026，给排水监控模块EU2106和EU2104、时钟模块EUCLOCK，路由产品i.LON600（LonTaLk-TCP/IP）、上位机HIM（人机界面软件）。

2、建筑设备监控系统特性介绍：1）配电监测模块EU2802：LON-EU 2802模块是配电/变电系统自动化，智能化的理想设备。

该模块采用最新的LonWorks®现场总线技术、高性能微处理器技术及高精度电参数变送器技术。

每个测量单元可采集三个相电压UA、UB、UC和三个相电流IA、IB、IC；并利用交流算法分别计算出各相的有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数以及总的有功功率、无功功率、有功电度、无功电度、功率因数等电力参数。

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%来自电源，电源的干扰具有频带宽难以定量化、干扰原因复杂、干扰方式多变等特点。

干扰信号会沿着电源线进入单元内部，通过辐射或传导藕合的方式干扰其它信号或元件的正常工作。

摘要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。

S7-200PLC 是一种小型的可编程序控制器，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。

S7-200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。

因此S7-200 系列具有极高的性能/价格比。

S7-200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。

使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。

应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。

如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。

本课题是用PLC 控制装配流水线控制。

用PLC 控制装配流水线具有程序设计简单、易于操作和理解、能够实现多种功能等优点。

此系统主要能够实现顺次启动和停止，完成工件移位以及功能紧急故障处理等功能。

关键词：PLC、装配流水线、控制、可靠性目录引言 (2)第一章可编程控制器的概述 (3)可编程控制器的定义 (3)可编程控制器的基本组成 (3)可编程控制器的工作原理 (5)PLC的主要技术指标 (6)可编程控制器的特点及应用 (7)可编程控制器的特点 (7)可编程控制器的应用 (8)第二章 STEP7编程软件介绍 (10)STEP7概述 (10)STEP7-Mirco/WIN窗口组件 (10)STEP7-Mirco/WIN主要编程功能 (12)程序的调试与监控 (13)第三章控制系统分析 (14)系统控制要求 (14)系统方案分析 (15)系统程序分析 (19)梯形图 (19)语句表 (24)程序分析 (27)致谢 (28)参考文献 (29)引言本设计从民营加工企业的现状着手，分析了民营加工企业在全国的地位和特点，从装配流水线的概念和特点出发提出了，在当前经济快速发展中民营加工企业在装配线生产上存在的问题和不足，如：装配线不平衡、效率低、现场管理混乱等。

微机继电保护的优点及抗干扰措施1.高速保护：传统的保护装置逐步被微机保护装置所取代，其主要原因就在于微机保护装置具有更高的保护速度。

传统的继电保护装置仅能以毫秒级的速度执行保护判断，而微机继电保护装置能以微秒级的速度执行保护判断，其保护速度是传统继电保护装置的数倍。

2.高可靠性：微机继电保护装置具有较高的可靠性。

传统的继电保护装置通常采用机械式、电磁式等传统元器件，容易因为元器件的老化、机械损坏等原因而失效，而微机继电保护装置使用的元器件是电子元器件，其寿命较长、可靠性较高，能够保证装置的长期稳定运行。

3.高精度：微机继电保护装置具有较高的精度。

传统的继电保护装置仅具有一定的判别精度，如果遇到相邻线路干扰等情况，就会产生误判，而微机继电保护装置能够针对各种干扰情况作出正确判断，并进行相应的保护措施。

4.多功能：微机继电保护装置可以完成多种保护功能，如过电流保护、地电流保护、短路保护、过压保护、欠压保护等多种保护功能，并且可以通过编程方式设置参数，以适应不同的工作环境。

5.可编程性：微机继电保护装置具有强大的可编程性。

传统的继电保护装置仅能完成固定的保护功能，而微机继电保护装置可以通过编程实现不同的保护功能，并且可以根据不同的工作环境进行参数设置，从而保证装置的最佳工作状态。

1.电气隔离：在微机继电保护装置的设计中，通常采用电气隔离的方式来避免各个元件之间的相互影响。

例如，将数字量与模拟量隔离，将微处理器与外部电路隔离等措施，能够有效地抑制外界噪声的干扰。

2.滤波：微机继电保护装置通常在输入端口、输出端口等关键位置采用滤波电路，以滤除高频噪声和杂波信号，从而提高装置的抗干扰能力。

3.地线处理：微机继电保护装置的接地处理是影响其抗干扰能力的重要因素。

在接地处理时，应注意消除地环形电流，采用良好的接地方式，有效降低地电位的参差不齐度，提高装置的稳定性和抗干扰能力。

4.软件滤波：在微机继电保护装置的软件设计中，通常采用滤波算法来降低输入信号中的噪声，例如，通过加权平均或中值滤波等算法处理输入信号，从而提高装置的抗噪能力。

单片机原理及接口技术课后答案_（第三版）第一章1.单片机具有哪些特点（1）片内存储容量越来越大。

（2抗干扰性好，可靠性高。

（3）芯片引线齐全，容易扩展。

（4）运行速度高，控制功能强。

（5）单片机内部的数据信息保存时间很长，有的芯片可以达到100年以上。

2. 89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件：(l)CPU(中央处理器):8位(2)片内RAM:128B(3)特殊功能寄存器:21个(4)程序存储器:4KB(5)并行I/O口:8位，4个(6)串行接口:全双工，1个(7)定时器/计数器:16位，2个(8)片内时钟电路:1个3.什么是微处理器(CPU)、微机和单片机？答：微处理器本身不是计算机，但它是小型计算机或微机的控制和处理部分。

微机则是具有完整运算及控制功能的计算机，除了微处理器外还包括存储器、接口适配器以及输入输出设备等。

单片机是将微处理器、一定容量的RAM、ROM以及I/O口、定时器等电路集成在一块芯片上，构成的单片微型计算机。

4. 微型计算机怎样执行一个程序？答：通过CPU指令，提到内存当中，再逐一执行。

5.什么是嵌入式系统？他有哪些类型？为什么说单片机是典型的嵌入式系统？答; 嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、资金密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。

它有嵌入式微处理器、嵌入式微控制器、嵌入式DSP处理器、嵌入式片上系统等。

嵌入式系统的出现最初是基于单片机的。

它从体系结构到指令系统都是按照嵌入式应用特点专门设计的，能最好的满足面对控制对象，应运系统的嵌入、现场的可靠运行以及非凡的控制品质要求。

因此，她是典型的嵌入式系统。

第二章1.89C51单片机内包含哪些主要逻辑功能部件？答：80C51系列单片机在片内集成了以下主要逻辑功能部件：(l)CPU(中央处理器):8位(2)片内RAM:128B(3)特殊功能寄存器:21个(4)程序存储器:4KB(5)并行I/O口:8位，4个(6)串行接口:全双工，1个(7)定时器/计数器:16位，2个(8)片内时钟电路:1个2.89C51的EA端有何用途？答：/EA端接高电平时，CPU只访问片内并执行内部程序，存储器。

浅谈计算机抗干扰技术计算机抗干扰技术是指对计算机设备和系统进行防止干扰、减小干扰、提高运行稳定性和可靠性的技术手段。

随着计算机在各个领域的广泛应用，环境中的电磁干扰对计算机设备的正常运行产生了一定的影响，因此开发和应用计算机抗干扰技术变得尤为重要。

以下将对计算机抗干扰技术进行浅谈。

一、计算机抗干扰的类型2.外部干扰：外部干扰是指计算机设备周围环境中其他设备对计算机设备产生的影响，包括温度、湿度、气压等。

3.自身干扰：自身干扰是指计算机设备内部的电路和元器件之间的相互影响，包括电磁兼容性和电磁暂态两种干扰形式。

二、计算机抗干扰的方法1.物理层抗干扰技术：物理层抗干扰技术主要包括对电磁干扰的阻断和屏蔽措施，如对电源线、信号线进行屏蔽处理，采用地线、屏蔽箱等设备进行屏蔽。

另外，合理布置设备和线缆的布局，降低传导干扰的发生。

2.程序层抗干扰技术：程序层抗干扰技术主要是通过改进软件设计、优化算法和编码方式，提高计算机系统的抗干扰能力。

例如，增加冗余校验、错误纠正码、差错控制等机制来保证数据的完整性和正确性。

3.电磁兼容性设计：电磁兼容性设计是指在设计计算机设备时，充分考虑计算机设备周围的电磁环境因素，采取合适的措施降低电磁干扰的发生。

包括合理布局电路板、抗干扰滤波器、增加接地和屏蔽等。

4.元器件选择：选择具有良好抗干扰特性的元器件，如高温耐受性、抗电磁波辐射、抗电磁波干扰等特点的元器件，可以提高整个系统的抗干扰能力。

三、计算机抗干扰技术应用场景1.军事领域：军事设备对干扰的抗性要求非常高，计算机抗干扰技术在战场指挥、雷达系统、通信系统等方面得到广泛应用。

2.能源领域：能源设备往往存在较高的电磁辐射或电磁波干扰，使用计算机抗干扰技术可以提高能源设备的稳定性和可靠性。

3.医疗领域：计算机在医疗设备中的应用越来越广泛，医疗设备对稳定性和可靠性要求较高，计算机抗干扰技术可以提高医疗设备的准确性和可靠性。

4.工业控制领域：工业控制设备往往工作环境恶劣，噪声和电磁干扰问题突出，计算机抗干扰技术可以提高工业控制设备的抗干扰能力，保证其正常运行。