浅谈单片机软件抗干扰技术

1、数字电路、单片机的抗干扰设计在电子系统设计中，为了少走弯路和节省时间，应充分考虑并满足抗干扰性的要求，避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。

形成干扰的基本要素有三个：（1）干扰源，指产生干扰的元件、设备或信号，用数学语言描述如下：du/dt，di/dt 大的地方就是干扰源。

如：雷电、继电器、可控硅、电机、高频时钟等都可能成为干扰源。

（2）传播路径，指干扰从干扰源传播到敏感器件的通路或媒介。

典型的干扰传播路径是通过导线的传导和空间的辐射。

（3）敏感器件，指容易被干扰的对象。

如：A/D、D/A变换器，单片机，数字IC，弱信号放大器等。

抗干扰设计的基本原则是：抑制干扰源，切断干扰传播路径，提高敏感器件的抗干扰性能。

（类似于传染病的预防）1 抑制干扰源抑制干扰源就是尽可能的减小干扰源的du/dt，di/dt。

这是抗干扰设计中最优先考虑和最重要的原则，常常会起到事半功倍的效果。

减小干扰源的du/dt主要是通过在干扰源两端并联电容来实现。

减小干扰源的di/dt则是在干扰源回路串联电感或电阻以及增加续流二极管来实现。

抑制干扰源的常用措施如下：（1）继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。

仅加续流二极管会使继电器的断开时间滞后，增加稳压二极管后继电器在单位时间内可动作更多的次数。

（2）在继电器接点两端并接火花抑制电路（一般是RC串联电路，电阻一般选几K 到几十K，电容选0.01uF），减小电火花影响。

（3）给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。

（4）电路板上每个IC要并接一个0.01μF～0.1μF高频电容，以减小IC对电源的影响。

注意高频电容的布线，连线应靠近电源端并尽量粗短，否则，等于增大了电容的等效串联电阻，会影响滤波效果。

（5）布线时避免90度折线，减少高频噪声发射。

（6）可控硅两端并接RC抑制电路，减小可控硅产生的噪声（这个噪声严重时可能会把可控硅击穿的）。

按干扰的传播路径可分为传导干扰和辐射干扰两类。

单片机软件抗干扰编程技术探讨□黎民山【内容摘要】随着社会科技的发展，在计算机检测系统中，单片机的性价比较高，单片机软件的应用也变得十分广泛，人们对单片机系统的要求也越来越高。

随着单片机种类的日益增多，功能越来越完善，但仍会被外界有害信号的干扰导致程序“跑飞”或者陷入死循环中，因此近年来人们越来越关注抗干扰技术的应用。

由于单片机应用系统的工作环境恶劣，必须要强化单片机系统实时响应功能，实时反映外界环境的变化。

单片机的抗干扰能力是系统开发成功的关键，本文主要探讨了抗干扰技术的应用、单片机软件的抗干扰编程技术和抗干扰技术的思想。

【关键词】测控系统；抗干扰；单片机；编程技术【作者单位】黎民山，恩平开放大学一、单片机软件抗干扰编程技术概述单片机应用系统的工作环境恶劣，必须提高单片机系统的实时响应功能，以应对外界环境的变化。

单片机软件的抗干扰技术包含两种抗干扰技术，即硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。

下面我们将一一对其进行阐述。

硬件抗干扰技术是一种主动的抗干扰技术，硬件抗干扰技术利用选择器、输入/输出光电隔离、去耦电容、PCB板等器件合理设计装配和布线，抑制和过滤屏蔽外界有害电磁干扰（EMI）信号对单片机系统的干扰，主动去抑制外界对单片机软件系统的干扰；软件抗干扰技术主要是当单片机系统遇到外界有害信号的干扰，预先在系统中设计抗干扰软件机制，甄别和校验数据以及指令，布下陷阱拦截非法指令与非法寻址，系统一旦脱离正常运行状态，软件抗干扰技术就会引导单片机软件系统回归正常工作程序，所以称之为一种“被动式抗干扰技术”。

实际操作过程中计算机系统受到外界的干扰后，系统瘫痪大多数表现为系统应用程序脱离正常的工作轨道。

软件抗干扰技术可恢复单片机软件系统，在主动抗干扰技术中，本文主要就软件抗干扰技术进行探讨，如何应用软件抗干扰技术，让系统遇到外界干扰时有效恢复正常的工作状态。

二、抗干扰技术的运用单机片的抗干扰技术研发主要是从应对外界干扰信号为主，通过模仿外界信号的随机性及抗干扰信号类型等环境为主，针对单片机的工作状态完备计算机系统的抗干扰能力，以确保单片机系统的正常运行，用得最多的按键防抖动是延时来排除干扰，是从内外部实现防干扰操作，这样结合硬件抗干扰技术与软件抗干扰技术，能有效的抵御外界恶劣环境对单片机系统程序的破坏，两种抗干扰技术互相补充、完善，才能取得较好的抗干扰效果。

（） ３ 中值法 。根据干扰造成采样数据偏大或偏小 的情况 ， 对一个采样点连续采集多次 ， 并对这些采样值进行 比较 ， 取中
值作为该点的采样结果 。
（） ４ 一阶递推数字滤波法 。这种方法是 利用 软件完成 Ｒ Ｃ 低 通滤波器的算法 ， 实现用软 件方法替代硬件 Ｒ Ｃ滤波器。一 阶递推数字滤波公式为 ：
Ｅｑ ｉ ｍｅ Ｍ ａ ｆ ｃｒｎｇＴｅ ｈ ｌ ｇ ｕ ｐ ｎｔ ｎｕ ａ ｔｉ ｃ ｎｏｏ ｙ Ｎｏ． １， ０ １ ２ ０８
单 片机 软 件抗 干扰 技术
汤 海燕
（ 天津 机电职业技术学院 天津 ３ ０ ３ ） ０ １ １
摘要 ： 在安装 于设备上起控 制作用的单片微 型计 算机 中 ， 由于设备 的频繁启动和停止 ， 电网电压的波动 ， 大型设备运行 时产 生磁场 等 诸 多方面的干扰 ， 致使单片机的工作 受到影响。 基于这一情况， 采取相应的抗干扰措施是 完全 必要的。 文运用软件抗干扰技术 ， 本 解决
序处于无序状态 。 处于这种状态下的时间越短 ， 系统 的影响 对 就越小 。 解决这一 问题 的方法 ， 就是有意识地在程序 中插入一 些空操作指令 Ｎ Ｐ 由于这些指令为单字节指令 ， 中心处理 Ｏ 。 对 机的工作状态元任何影响 ，这样就使失控的程序在 遇到该指
】 ＝Ｑ （ ） １ ， ｘ ＋１ Ｙ 一 ｎ ～Ｑ
式中 ：
果 。由于干扰 的侵入 ， 输入 ／ 输出接 口状态受干扰 ， 造成条件 状 态偏差 、 失误 ， 致使控制 失常 ， 至造成 系统资源 被某 一任 甚
务模块独 占， 使系统 出现 “ 死锁” 。 （） ３ 数据受干扰发生变化 。由于 Ｒ Ｍ是 可以读 ／ 的 ， Ａ 写 因 此， 就有可能在 干扰 的侵 害下 ， Ａ Ｒ Ｍ中数据发生窜改 ， 使系统

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。

单片机系统软件抗干扰方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便、节约硬件资源、牢靠性好越来越受到重视。

下面以MCS-51系统为例，对微机系统软件抗干扰办法举行讨论。

1 软件抗干扰办法的讨论在工程实践中，软件抗干扰讨论的内容主要是：一、消退模拟输入信号的嗓声（如数字滤波技术）；二、程序运行混乱时使程序重入正轨的办法。

本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰办法。

1.1 命令冗余CPU取命令过程是先取操作码，再取操作数。

当PC受干扰浮现错误，程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节命令，若取命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”到了三字节命令，出错机率更大。

在关键地方人为插入一些单字节命令，或将有效单字节命令重写称为命令冗余。

通常是在双字节命令和三字节命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，因为空操作命令NOP的存在，避开了后面的命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命令如RET、 RETI、LCALL、LJMP、JC等命令之前插入两条NOP，也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要命令的执行。

1.2 拦截技术所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置，再举行出错处理。

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，第二要将陷阱支配在适当的位置。

1.2.1 软件陷阱的设计当乱飞程序进入非程序区，冗余命令便无法起作用。

通过软件陷阱，拦截乱飞程序，将其引向指定位置，再举行出错处理。

软件陷阱是指用来将捕捉的乱飞程序引向复位入口地址0000H的命令。

通常在EPROM第1页共6页。

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

浅谈单片机抗干扰技术摘要：近年来，单片机在工业自动化、生产过程控制、智能化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，改善了工作条件，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，因此微机测控系统必须长期稳定、可靠地运行，否则将导致控制误差加大，严重时会使系统失灵，甚至造成巨大的损失。

因此提高微机系统的可靠性、安全性，成为人们日益关心的问题。

单片机抗干扰技术的研究，就是在这种需求下产生的。

关键词：单片机抗干扰技术硬件抗干扰软件抗干扰自恢复程序引言：随着集成电路集成度的提高，微处理器的发展除了不断增强芯片的处理能力，提高产品的性能价格比，发展高性能的通用微型计算机之外，还在一块芯片上不断集成更多的功能部件，从而使微型计算机的硬件系统更加简化，使得微型计算机以单片机控制系统的形式不断深入仪器、家用电器、设备控制等控制领域。

在日常生活中，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。

这些因素对测控系统造成的干扰后果主要表现在下述几个方面：①数据采集误差加大；②控制状态失灵：③数据受干扰发生变化；④程序运行失常。

一般来说，单片机微机测控系统的可靠性技术主要包括两方面：硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术。

1干扰的分类。

干扰的类型通常按噪声产生的原因、噪声传导模式和噪声波形性质的不同进行划分。

2硬件抗干扰技术。

它能有效抑制干扰源，阻断干扰传输通道，只要合理地布置与选择有关参数，硬件抗干扰措施能很好地抑制系统的干扰。

硬件抗干扰技术措施是经常采用的一种有效方法。

通过合理的硬件电路设计，可以消减或抑制大部分干扰。

2.1选用频率低的微控制器：2.2减小信号传输中的畸变；2.3减小信号线间的交叉干扰；2.4减小来自电源的噪声；2.5注意印刷线板与元器件的高频特性；2.6元件布置要合理分区；2.7处理好接地线；2.8用好去耦电容。

硬件措施如果得当，可将绝大部分干扰拒之门外，但仍然会有少数干扰进入微机系统，故软件措施作为第二道防线必不可少。

工业微控单片机软件抗干扰技术探讨摘要：分析工业控制环境中微型控制机的电磁干扰途径和软件执行的结构特点，介绍软件编制中常采取的自监视法、互监视法的软件抗干扰措施，有效的保证了工控系统抗干扰的最后一道屏障。

关键词：工业控制环境；电磁干扰；微控机Technique Discussing of Industrial Single Chip Micro-ControllerSoftware Anti - InterferenceAbstract: Analyzes the approach of Electro Magnetic Interference and the frame characteristic of software executing in industrial controlling condition 。

Introduces anti-interference technique which often uses during software programming , such as self-watching , as mutual-watching . This technique ensures the Anti- Interference effect of Industrial system efficiently .Keywords: Industrial Controller Condition ; Electro Magnetic Interference ;Single Chip Micro-Controller1引言工业现场各种动力设备不断地启停，现场环境恶劣，电磁干扰严重。

工业控制环境中微控制机的抗电磁干扰能力是其能否正常运行的关键。

因此，除了整个系统的结构和每个具体的微控机都需要考虑硬件的电磁兼容性能（EMC）外，还需要注重软件抗干扰措施的应用。

软件抗干扰就是CPU在软件运行过程中对自己进行监视和检测，及时诊断机器运行故障并修复错误，确保程序正确运行的编程方法。

244 •电子技术与软件工程 Electronic Technology & Software Engineering单片机技术• SCM Technology【关键词】单片机 抗干扰技术 数字滤波技术1 引言如图1所示，单片机测控系统是在程序化管理下形成的测控系统，它可以在工业生产过程中提高机械控制的效率。

但是，工业现场环境复杂，具有电磁功能的大量设备频繁启动、停止，产生的干扰影响了单片机系统的正常运行。

本文针对单片机测控系统中的抗干扰问题，单片机测控系统中的软件抗干扰技术文/陈欣从软件抗干扰技术方面进行了分析和研究，并提出了解决方案。

工业单片机测控系统的常见影响如下：1.1 干扰加大数据采集的误差测试系统通道的输入部分受到干扰信号的入侵，有用信号和外来干扰信号相互叠加，加剧了该通道数据采集的误差。

尤其在当前系统输入的是小电压信号时，数据干扰的现象更加严重。

1.2 干扰使数据发送变化单片机系统中的程序是存放在存储器EPROM 中，这些程序不易发生变化。

但是单片机系统的RAM 数据区是可以读写的，它可能会受到读入信息的干扰从而发生变化。

因为干扰渠道的区别，以及数据性质的区别，单片机系统受损害的情况也各不相同，可能造成控制失灵，也可能造成数值误差，更严重的会改变单片机系统某些部件（如串行口、定时器／计数器等）的运行状态等。

1.3 干扰使控制状态失灵在单片机系统中，控制状态依赖于特定条件的输入状况和处理结果，干扰的侵入会造成条件状态错误，引起虚假的信号，从而加大输出控制的误差，甚至控制失常。

1.4 干扰使程序运行失常单片机系统正常运行的前提是CPU 正常工作，如果干扰信号影响到了CPU ，则程序计数器不能正常运行，从而引起系统混乱、控制失灵，即通常说的程序“跑飞”。

现在使用的单片机抗干扰技术主要分为硬件与软件两类。

硬件抗干扰技术固然可以降低系统受干扰的程度，但是成本较高，灵活性不足，而且容易受电磁干扰。

单片机软件系统抗干扰设计提高单片机应用系统的牢靠性要从软硬件入手，提高系统的自身防备行为，以下所提到几种提高牢靠性的方法，都不是单独使用的，只有依据实际状况将这些方法有效地结合起来，才能达到最佳抗干扰效果，使我们的单片机系统稳定牢靠地工作。

当然，单片机系统运行的牢靠性也会受其他不确定因素的干扰。

1、指令冗余CPU取指令过程是先取操作码，再取操作数。

在程序的关键地方人为的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指令。

这样即使跑飞程序飞到双字节指令和三字节指令操作数上。

由于窄操作指令NOP的存在，避开了后面的指令被错误地执行，为程序纳入正轨做好预备。

此外，对系统流向起重要作用的指令，如RET、RETI、LCALI.、LJMP,JC等，可以在这些指令之后插入两条NOP指令，可将跑飞程序纳入正轨，以确保这些重要指令的执行。

指令冗余只能使CPU 不再将操作数当作操作码错误地执行，却不能主动地将程序的错误执行方向扭转过来，要想纠止程序的错误执行方向，就需要下面的技术。

2、设计软件“陷阱”通常在程序存储器中未使用的EPROM空间填入窄操作指令NOP,最终再填入一条跳转指令，跳转到跑飞处理程序，或者直接填入指令LJMP 0000H,当跑飞程序落到此区域。

即可在执行一段空操作后转入正轨。

假如未使用的EPROM空间比较大，可以匀称地填入几条空操作指令和跳转指令，这种几条空操作指令加一条跳转指令的结构我们称之为“软件陷阱”.软件陷阱的一般结构为：NOPNOPLJMP FLYFLY为跑飞处理子程序，假如程序正常执行，软件陷阱部分是永久也执行不到的，只有在程序跑飞到陷阱里，软件陷阱会立即将程序跳转到正常轨道。

即使程序没有跑飞到陷阱里，也可以在程序执行一段错误操作后遇到一个软件陷阱，从而转入正轨。

除了程序存储器的空白区域，程序的数据表结尾也应当设置软件陷阱，假如数据表比较大，应当在数据表的中间也设置软件陷阱，以保证程序跑飞到数据区能准时转入正轨。

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、硬两个方面给出具体的解决方法。

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R A M存储器和E2P R O M等在单片机系统中，程序及表格、数据存在程序存储器E P R O M或F L A S H中，避免了这些数据受干扰破坏。

但是，对于片内R A M、外扩R A M、E2P R O M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。

(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P C值的改变，则破坏了程序的正常运行。

由于受干扰后的P C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。

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选的抗干扰措施，它能有效抑制干扰源，阻断干扰传输通道。

单片机系统软件抗干扰方法1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。

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。

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。

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。

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。

浅谈单⽚机控制系统软件抗⼲扰⽅法1. 引⾔虽然硬件抗⼲扰抑制技术已经较为成熟，但是，硬件抗⼲扰技术的针对⾏较强，预见性较差，⽆法屏蔽掉所有⼲扰，且有时成本过⾼。

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。

软件抗⼲扰技术软件不仅设计灵活、节约硬件资源、成本低、操作起来⽅便易⾏，同时还由于它是⼀种⼲扰过后的补救⼿段，通⽤性强，适⽤于不同的系统抵抗不同的⼲扰。

因此，软件抗⼲扰问题的研究越来越引起⼈们的重视。

2. 软件抗⼲扰⼀般⽅法⼲扰的后果主要表现在两个⽅⾯：⼀是使数据采集误差变⼤。

⼲扰侵⼊单⽚机系统的前向通道叠加在信号上，数据采集误差增⼤，特别是当前向通道的传感器接⼝为⼩电压信号输⼊时，误差会更加明显。

⼆是程序运⾏失常。

主要表现有：控制状态失灵、死机、系统被控对象误操作、被控对象状态不稳定、定时不准和数据发⽣变化等。

2.1 数据采集系统抗⼲扰为了消除实时数据采集系统通道中的⼲扰信号，需对信号滤波。

通过⼀定的算法和程序来减⼩⼲扰信号在有⽤信号中的⽐重，称为软件滤波。

软件滤波有以下特点:不需要增加硬件设备，只需要在程序上考虑，因此有利于降低成本；对于不同的⼲扰源需要不同的滤波措施，有时需要根据现场实际情况测量噪声，随时进⾏滤波算法。

在数据采集系统中常⽤的软件滤波⽅法较多，下⾯介绍⼏种实⽤⽅法:2.1.1 限值滤波法⾸先根据实际经验，在程序中规定输⼊信号幅值的上限Xmax 和下限Xmin，若被测信号Xi 不在此范围内，即Xi动⼯具的⽕花等产⽣的随机⼲扰脉冲。

2.1.2 平均滤波连续取采样n 个值，然后算术平均。

计算公式为，为n 次采样平均值，是第 i 次采样值，n 为采样次数，这种⽅法适合⽤来减少系统的随机⼲扰对采样结果的影响。

2.1.3 递推随机滤波递推随机滤波也是求算术平均值，唯⼀区别是:若要求10ms 取⼀次输⼊值，则平均滤波是在1Oms 内采样n 次，并对这n 次取平均值作为输⼊值，⽽递推平均滤波是lOms 采样⼀次，要得到第i 次输⼊值，则要以第i 次采样为准，要依次向前取n 次采样值来求算术平均值，递推公式为：。

第七章软件采用的抗干扰及容错技术§7.1 可靠性设计综述作为智能仪器核心的单片机由于往往使用在工业环境中, 常有大量电磁设备启动、停止, 电源波形畸变等因素影响, 使得单片机系统遭到较强干扰而破坏其正常运行, 使整个系统出现混乱。

复费率电表就面临着这样一个严重的技术困扰。

它所安装的地方许多是野外, 高热或高寒, 有些是大型电网计量关口, 电磁影响很大, 电源电压的连续尖峰干扰也很常遇到。

因此, 为我们的系统加入抗干扰措施就成为十分必要的工作。

一般消除单片机实时系统干扰所采取的措施有硬件和软件两种方法, 如硬件工艺上可加入电磁屏蔽措施等, 本文主要涉及我们系统中所采用的软件抗干扰措施。

下面我们将分析单片机实时系统的特点, 研究错误可能出现的原因, 以找到解决的办法。

实时系统通常有如下的特点:(1) 实时性在系统中有些事件的发生是随机的( 例如掉电处理等), 要求系统软件对这类事件的处理具有一定的实时性。

(2) 周期性实时控制软件一般在完成对系统初始化后, 接下来反复执行主程序, 同时等待中断(及随机事件的发生), 当有中断申请, CPU就执行相应的中断服务程序, 并且返回后, 继续主程序的循环。

因此在软件执行过程中存在大量的周期性活动。

(3) 相关性一个单片机实时控制软件一般常有多个任务模块组成。

各模块是配合工作的, 它们之间存在着多种关联因素, 并互相依赖, 互相存在。

(4) 人为性在实时控制软件中常要求通过人-机对话, 操作人员可直接干预系统的运行, 设置。

调整相应的系统参数。

在正常情况下, 实时控制软件是按照上述四个特性规定的秩序执行。

但受到现场的干扰后或用户的不正确使用, 就会破坏程序的正常运行, 导致整个系统失控。

干扰对系统的影响大致可分成如下几个方面:(1) 程序"跑飞"干扰使CPU中的程序计数器PC出错, 使程序"跑飞", 转去执行一个毫无意义或错误的程序段, 使系统出现严重混乱或失控。

单片机应用中的抗干扰技术与方法
随着科技的发展，单片机在工业、航空、军事等领域中的应用越来越广泛，而在这些场景中，抗干扰技术则变得尤为重要。

因为在复杂的工作环境中，可能出现很多噪声或干扰，这些干扰会对信号的传输和数据的处理产生不良影响，甚至会导致系统的崩溃或误操作，因此需要采取一些手段来对单片机进行抗干扰技术和方法。

首先，对于抗干扰技术，可以采用编程方法。

这种方法是通过编写有针对性的程序来减少干扰对单片机的影响。

例如，在软件设计中，可以增加一些滤波器，使单片机可以对输入信号进行滤波处理，去除一些噪声干扰；在编写程序时，可以采用一些检测异常的方法，如增加检测电压变化的程序，以确保输入的信号质量。

其次，对于抗干扰技术，还可以使用硬件保护方法。

例如，在电路设计方面，可以采用电磁屏蔽技术，通过增加屏蔽盒或金属墙等，使信号的传输受到更多的保护；此外，还可以采用差分信号传输技术，这样能够避免来自环境的噪声干扰对信号传输的影响。

另外，针对信号传输的抗干扰技术，还可以考虑通过加密方式实现。

例如，在传输数据时，可以使用加密算法将数据进行加密，防止数据被外部干扰盗取。

同时还可以在硬件上设置一些防护措施，例如通过密码锁定方式进行检测和保护等。

总的来说，针对干扰产生的影响，提高单片机的抗干扰性能，
是一个比较复杂的过程，需要同时考虑到软硬件两个方面。

要做好抗干扰技术的工作，需要了解各种干扰产生的原因及推断，然后针对不同类型的干扰制定相应的应对策略。

只有这样，在实际应用过程中，才能使单片机稳定的运行以及保证数据的准确性和安全性。

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。