单片机系统抗干扰的方法有哪些

单片机电路设计中的抗干扰措施汇总1、切断干扰的传播途径A、增加干扰源（如电机、继电器）与敏感器件（如单片机）的距离，用地线把他们隔离或者在敏感器件加上屏蔽罩。

B、电路板合理分区，将强信号、弱信号、数字信号、模拟信号电路合理地分区域布置。

C、单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减小互相干扰。

大功率器件要尽可能布置在电路板的边缘。

D、在单片机I/O口，电路板连接线等关键地方，使用抗干扰元件可显著提高电路的抗干扰性能。

E、晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地并固定。

2、尽量采用抗干扰性能强的单片机A、降低单片机内部的电源噪声在传统的数字集成电路设计中，通常将电源端和地端分别布置在对称的两边。

例如左下角为地，左上角为电源。

这使得电源噪声穿过整个硅片。

改进方法将单片机的电源和地安排在两个相邻的引脚上，这样不仅降低了穿过整个硅片的电流，还便于印制板上设计电源退耦电容，以降低系统噪声。

B、降低时钟频率单片机测控系统的时钟电路是一个调频噪声源，它不仅能干扰本系统，还对外界产生干扰，使其他系统的电磁兼容检测不能达标。

在保证系统可靠性的前提下，选用时钟频率低的单片机可降低系统的噪声。

以8051单片机为例，当最短指令周其为1US时，时钟是12MHZ。

而同样速度的MOTOROLA兼容单片机的厂商在不牺牲运算速度的前提下，将时钟频率降低到原来的1/3。

特别是MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机、内部采用了锁相倍频技术，将外部时钟除至32KHZ，而内部总线速度却提高到8MHZ，甚至更高。

C、EFT技术随着超大规模集成电路的发展，单片机内部的抗干扰技术也在不断进步。

MOTOROLA公司新推出的68HC08系列单片机，采用EFT技术进一步提高了单片机的抗干扰能力，当振荡电路的正弦波信号受到外界干扰时，其波形上会叠加一些毛刺。

若以施密特电路对其整形时，这种毛刺会成为触发信号干扰正常的时钟信号。

单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍（2）单片机系统硬件抗干扰的常用方法介绍提高单片机系统抗干扰能力的主要手段1.接地这里的接地指接大地，也称作保护地。

为单片机系统提供良好的地线，对提高系统的抗干扰能力极为有益。

特别是对有防雷击要求的系统，良好的接地至关重要。

上面提到的一系列抗干扰元件，意在将雷击、浪涌式干扰以及快脉冲群干扰去除，而去除的方法都是将干扰引入大地，如果系统不接地，或虽有地线但接地电阻过大，则这些元件都不能发挥作用。

为单片机供电的电源的地俗称逻辑地，它们和大地的地的关系可以相通、浮空、或接一电阻，要视应用场合而定。

不能把地线随便接在暖气管子上。

绝对不能把接地线与动力线的火线、零线中的零线混淆。

2.隔离与屏蔽典型的信号隔离是光电隔离。

使用光电隔离器件将单片机的输入输出隔离开，一方面使干扰信号不得进入单片机系统，另一方面单片机系统本身的噪声也不会以传导的方式传播出去。

屏蔽则是用来隔离空间辐射的，对噪声特别大的部件，如开关电源，用金属盒罩起来，可减少噪声源对单片机系统的干扰。

对特别怕干扰的模拟电路，如高灵敏度的弱信号放大电路可屏蔽起来。

而重要的是金属屏蔽本身必须接真正的地。

3.滤波滤波指各类信号按频率特性分类并控制它们的方向。

常用的有各种低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。

低通滤波器用在接入的交流电源线上，旨在让50周的交流电顺利通过，将其它高频噪声导入大地。

低通滤波器的配置指标是插入损耗，选择的低通滤波器插入损耗过低起不到抑制噪声的作用，而过高的插入损耗会导致“漏电”，影响系统的人身安全性。

高通、带通滤波器则应根据系统中对信号的处理要求选择使用。

印制电路板的布线与工艺印制电路板的设计对单片机系统能否抗干扰非常重要。

要本着尽量控制噪声源、尽量减小噪声的传播与耦合，尽量减小噪声的吸收这三大原则设计印制电路板和布线。

当你设计单片机用印制电路板时，不仿对照下面的条条检查一下。

印制电路板要合理区分，单片机系统通常可分三区，即模拟电路区(怕干扰)，数字电路区(即怕干扰、又产生干扰)，功率驱动区(干扰源)。

单片机应用系统的抗干扰方法要消退单片机应用系统的干扰，只要去掉干扰形成的三个基本条件（干扰源、传播路径、敏感器件）之一即可，内部的干扰源可以通过合理的电气设计在肯定程度上予以消退，外部干扰源则实行屏蔽、接地、隔离等措施予以消退或切断。

抗干扰设计的主要工作是围绕这一部分绽开的，上述三个部分也不是肯定划分的，通常一个系统的抗干扰措施是多方面的综合以达到最佳的效果。

在实践中，单片机应用系统的抗干扰设计一般是通过硬件抗干扰设计和软件抗干扰设计两种途径来实现的。

硬件假如设计得当，就可以将绝大部分干扰拒之门外，但仍旧会有少量干扰，所以软件措施必不行少。

由于软件措施是以占用CPU为代价的，假如没有硬件消退绝大部分干扰，CPU将疲于奔命，严峻影响系统的工作效率和实时性。

因此一个抗干扰性良好的单片机应用系统则是由硬件设计和软件开发相辅相成而构成。

1.硬件抗干扰设计① 电源电路单片机系统使用的电源，一般都是由电网的工频沟通电源经降压、整流、滤波等环节后供应。

由于电网的影响以及生产现场大容量电气设备的开停，会使沟通电压中含有高频成分、浪涌电压、尖峰脉冲或者发生较大幅度的电压波动。

这些因素都将导致干扰通过电源途径影响系统的正常工作。

电源做得好,整个电路的抗干扰工作就完成了一大半。

很多单片机对电源噪声很敏感,因此,应采纳抗干扰的开关电源或给单片机电源加滤波电路或稳压器,以削减电源噪声对单片机的干扰。

电源线的布置除了要依据电流的大小，尽量加租导体宽度外，还要使电源线、地线的走向与数据传递的方向全都。

这将有助于增加抗噪声的力量。

每种型号的单片机都有一个稳定工作的电压范围，例如凌阳SPCE061A单片机工作电压为3.3V～5V ,超出这个范围将消失特别。

② 硬件复位电路图1 采纳MAX6827的复位电路复位电路是最简单受干扰的(由于CPU 内部的复位电路的阻抗都比较高,为10～50kΩ) ,影响也是最大的。

因此,必需实行抗干扰措施。

式 中Ｑ为数字滤波系数； Ｘ ｎ 为第１ １ 次采样时的滤波 器输入 ； Ｙ ｎ 为第ｎ 次
采样 时的滤波器输 出； Ｙｎ — Ｉ 为第ｎ ＋ １ 次采样时的滤波器输 出。
滤波系数Ｑ＝Ａ Ｔ ／ Ｔ ｆ ＜ １ ，其中Ａ Ｔ 为采样周期 ： Ｔ 伪 数字滤波器的时间 系数 。 具体 的参数应通过实际运行选取适当数值 ， 使周期性噪声减至最弱或 全部消除。
字节，都能复位 。也可在程序区每隔一段 （ 如几十条指令） 连续安排三条 ＮｏＰ 于 旨 令。因为８ ０ ５ １ 指令字节最长为三字节。当程序失控 时， 只要不跳转 ， 指令连续执行， 就会运行ＮＯＰ ￣＇ 令， 就能使程序恢复正常。 ３ ． ２设置“ 看门狗” 。设置软件陷阱能解决一部分程序失控 问题， 但当程
科 学 论 坛
献 嗨与 蛄
单片机软件 系统的抗干扰设计
马卫滨 － 李艳华ｚ
（ １ ． 鹤煤技师学院； ２ ． 鹤煤新 闻中心 河南 鹤壁 ４ ５ ８ ０ ０ ０ ） 摘 要： 为了保证单片机产 品能够长期稳定、 可靠地工作 ， 在产 品设计 时必须对抗干扰 能力给 予足够 的重视， 尤其在软件方面， 而且很容易造成数据 采集误 差增大 ， 程序－ ‘ ‘ 飞走 ” 失控或陷入死循环等严重的后果。所以提 高单片机软件系统的抗干扰 能力是很有必要 的。 关键 词： 单片机 干扰 软件 滤波
特别是单片机产品。由于产品本 身比较复杂 ， 再加上工作环境比较恶劣 （ 如 温度和湿度高， 有振动和冲击， 空气中灰尘 多， 并含有腐蚀性气体 以及 电磁
场的干扰等） ， 同时还要受到使用条件 （ 包括 电源质量 、 运行条件、 维护条件 等） 的影响， 因而可以毫不夸张地说 ， 当代世界的干扰如同环境污染 一样 ， 正 危机着现代工业的各个方面。抗干扰方面的课题不但有许多实际问题要解 决， 而且有不少理论问题要探讨。 软件的抗干扰设计 是单片机应用系统的一个重要组成部分。干扰对单

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。

又称 磁场 耦合 。是 由于分 布 电磁感 应而 产生 的耦 合 。
按产生的原 因可分为放电噪声 、 高频振荡噪
维普资讯
第４ 第 期 ２ ４ 卷
（ ） 电耦合 ： ５漏
纂成
；
；
２ ｌ
的干扰 。高频 干 扰 噪 声 和 有 用 信 号 的频 带 不 同 ， 可 以通过 在 导线上 增加 滤 波器 的方 法切 断高频 干 扰 噪声 的传 播 ， 时 也 可 加 隔 离 光耦 来 解 决 。 电 有
源噪声 的危 害最 大 ， 特别 注 意处理 。 要
这 种耦 合是 纯 电阻 性 的 ， 绝缘 不 好 时 就 会 在
发生 。
３ 常用硬件抗干扰 技术
针对 形成 干扰 的三 要 素 ， 取 的抗 干 扰 主要 采
有 以下手 段 。
３ １ 抑 制干 扰源 ．
所谓辐射干扰是指通过空间辐射传播到敏感
来， 主要 有 以下几 种 ：
（） １ 直接 耦合 ：
这 是最 直接 的方 式 ， 是 系 统 中存 在 最 普 遍 也
就是 干扰 源 。如 ： 电、 电器 、 雷 继 可控 硅 、 机 、 电 高 频 时钟 等都 可能成 为 干扰 源 。 （ ） 播 路径 。指 干扰 从 干 扰 源传 播 到 敏 感 ２传 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 。
号， 用数 学语 言描 述 如 下 ：ｕ ｄ ，ｄ ｄ 大 的地 方 ｄ／ ｔ ｉ ｔ ／
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。因此 ， 有必要研究 干扰源和被干扰对象之间的传递方式 。干扰的耦
合方 式 ， 主要 是通 过 导线 、 间 、 共 线等 ， 空 公 细分 下

PIC单片机抗干扰设计摘要:单片机已经普遍应用到各个领域,对其可靠性也提出了更高的要求。

影响单片机可靠性的因素很多,但是抗干扰性能是最重要的一个因素之一。

本文对PIC单片机抗干扰设计主要从硬件干扰抑制技术和软件干扰抑制技术两个大方面来进行分析。

关键词:PIC单片机抗干扰硬件软件1 硬件干扰抑制技术1.1 采用合理的隔离技术采用合理的隔离技术对单片机抗干扰起着非常重要的作用。

隔离不仅能够将外来干扰信号的通道阻断,而且还可以通过控制系统与现场隔离实现抗干扰目的,使得彼此之间的串扰最大限度地降低。

常用的隔离技术主要包括变压器隔离方式、布线隔离方式、光电隔离方式和继电器隔离方式等。

1.2 合理选择系统时钟PIC单片机系统时钟频率为0～20MHz,时基震荡方式主要有四种,每一种时基震荡方式由不同的时基频率相对应:外接电阻电容元件的阻容振荡方式RC,频率为0.03MHz～5MHz;低频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式LP,频率为32.768kHz或200kHz;标准晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式XT,频率为0.2MHz～4MHz;高频晶体振荡器/陶瓷谐振器振荡方式HS,频率为4MHz～20MHz。

外接方式主要有三种:外接晶体振荡器/陶瓷谐振器、外接时钟电路、外接RC。

用户在选择基振荡方式和外接方式时可根据PIC单片机应用系统的性能、应用场合、价格等因素来进行。

外接时钟属于高频噪声源,从可靠性方面来讲,不仅会干扰本应用系统,而且还能够干扰外界。

频率越高越容易成为噪声源,因此应采用低频率的系统时钟,但是必须把与系统性能要求相符作为前提条件。

1.3 合理设计电路板在电路板设计时,不要只是采用单一的PCB板进行,而应尽可能多的采用多层PCB板来进行,其中一层用作接地,而另外一层用作电源布线,这样就使得退耦电路形成,同时,这样的电路其屏蔽效果也比较好。

如果对空间没有任何的硬性规定,同时要成本因素进行考虑,此时在设计电路板时就可以采用单层或者双层的PCB板进行布线,这样需要从电源单独引电源线进行布线,并将其逐个分配到每个功能电路中,另外,还要将所有的地线汇集到靠近电源地的一个点上。

单片机系统硬件抗干扰方法介绍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。

1 干扰的分类1.1 干扰的分类干扰的分类有好多种，通常可以按照噪声产生的原因、传导方式、波形特性等等进行不同的分类。

按产生的原因分：可分为放电噪声音、高频振荡噪声、浪涌噪声。

按传导方式分：可分为共模噪声和串模噪声。

按波形分：可分为持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等等。

1.2 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。

因此，我们有必要看看干扰源和被干扰对象之间的传递方式。

干扰的耦合方式，无非是通过导线、空间、公共线等等，细分下来，主要有以下几种：（1）直接耦合：这是最直接的方式，也是系统中存在最普遍的一种方式。

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：这也是常见的耦合方式，这种形式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。

（3）电容耦合：又称电场耦合或静电耦合。

是由于分布电容的存在而产生的耦合。

（4）电磁感应耦合：又称磁场耦合。

是由于分布电磁感应而产生的耦合。

（5）漏电耦合：这种耦合是纯电阻性的，在绝缘不好时就会发生。

2 常用硬件抗干扰技术针对形成干扰的三要素，采取的抗干扰主要有以下手段。

2.1 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。

能。
， 抑制干扰源的 干扰作用
针对不同干扰源采取相应措施来抑制干扰 作用。如给电机加滤波电路， 在继电器接点两 端并接火花抑制电路以减少电火花影响; 继 电器线圈增加续流二极管， 来消除断开线圈时 产生的反电动势干扰， 可控硅两端并接RC 抑 制电路， 减小可控硅产生的噪声. 系统中加入 气体放电管等元件使它们与抗共模和抗差模干 扰的电感配合使用， 防止雷击千扰。
科技资讯 SCI〔 NCE & TECHNOLOGY ‘ NFORMATION
35 双 绞线及光纤的 使用 在数字信号的长线传输时利用双绞线， 可 对噪声千扰有较好的抑制效果。由于外界磁 场或电磁场在双绞线上产生的电流流动方向 相 反， 从整体上看， 感应磁通引起的噪声电流互 相 抵消， 使得双绞线具有抵消电磁感应干扰的能 力。屏蔽双绞线杭千扰的能力更强， 因为屏蔽 层可以起静电屏蔽作用， 双绞线起消除电磁感 应干扰作用。在工程实践中， 可以将双绞线穿 在钢管或金属蛇皮管中， 并将钢管和金属蛇皮 管牢固接地， 就可收到较好的抗干扰效果。如 需进一步提高抗千扰能力， 可与光电祸合器联 合使用或者使用平衡输入接收器和输出的驱动 器。为了避免信号的反射和回波， 需要在接收 端接人终端匹配电阻。而由于光纤是电绝缘
屏蔽 。
程序区(如E ROM 中未使用空间)， P 则指令冗余 失效， 这时常采用设置软件陷阱的方法使其恢 复正常。所谓软件陷阱就是用一条引 导指令强 行将捕获的程序重新引人它的复位入口 主 处，
要安 在 排 未使用的中 断区、 用的E ROM 未使 P
空间、程序运行区及中断服务程序区。 4 . 2 软件 “ 看门狗“技术 当失控的程序进入 “ 死循环” 通常采用 ， “ 看门狗”技术使其 脱离 “ 死循环” 。以 MC于5 为例， 1 它有2 个定时器TO和Tl ， 可用 这2个定时器来对主程序的运行进行监控。如 用定时器功 监视定时器T I ， 用定时器T l 监视 主程序， 主程序监视定时器TO， 采用这种环形 结构的软件 “ 看门狗”具有良 ， 好的抗干扰性

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。

第五章单片机应用系统的抗干扰技术设计§5．1 干扰源我们要进行抗干扰措施，首先就得仔细研究干扰产生的原因、途径，掌握或了解其规律后，才能有针对性地提出各种抗干 / 扰的理论和措施。

5.1.1干扰与噪声的区别(1> 噪声是绝对的，它的产生或存在不受接收者的影响，是独立的，与有用信号无关。

干扰是相对有用信号而言的，只有噪声达到一定数值、它和有用信号一起进入应用系统并影响其正常工作时才形成干扰。

(2> 干扰在满足一定条件时，可以消除；噪声在一般情况下，难以消除，只能减弱。

5.1.2分类根据产生干扰的物理原因，干扰可以分为如下几种类型：机械干扰、热干扰、光干扰、湿度干扰、化学干扰、电和磁的干扰、射线辐射干扰。

其中，电和磁的干扰是最为普遍和严重的干扰，下面对电磁干扰作重点论述。

电磁干扰的分类：(1> 从噪声产生的来源分类可以分为：错误!固有噪声源固有噪声是指器件内部物理性的无规则波动所形成的噪声。

错误!人为噪声源人为噪声源主要是各种电气设备所产生的噪声，主要有以下几种：1. 工频噪声，大功率输电线是典型的工频噪声源。

低电平的信号线只要有一段长度与输电线平行，就会受到明显的干扰；即使一般室内的交流电源线，对输入阻抗低和灵敏度高的传感器来说也会是很大的干扰源。

在传感器的内部，由于工频感应也会产生交流噪声，它所形成的干扰也不可忽视。

2. 射频噪声，高频感应加热、高频焊接等工业电子设备以及广播、电视、雷达及通信设备等通过辐射或通过电源线会给附近的传感器系统带来干扰。

3. 电子开关，由于电子通断的速度极快，使电路中的电压和电流发生急剧的变化，形成冲击脉冲，从而成为噪声干扰源。

错误!自然噪声源和放电噪声自然噪声主要指天电形成的放电现象。

放电现象的起因不仅是天电，还有各种电气设备所造成的，主要有：电晕放电、火花放电、放电管放电等。

(2> 从干扰的出现区域来分可分为内部干扰和外部干扰。

(3> 从干扰对电路作用的形成分类错误!差模干扰也称为串联干扰，差模干扰进入电路后，使传感器系统 / 的一个信号输入端子相对于另一个信号输入端子的电位发生变化，即干扰信号与有用信号按电势源串联起来作用于输入端。

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。

号 。若多 次采样 后 ， 信号总 是变 化不 定 ， 认为存 在 则
１ 干扰 的产生及 其 对微 机控 制 系统 的影 响
干扰一般 沿 各种 线路侵 入系 统 。 径 ； 系统 接 地
干扰 ， 可停止采 集 ， 出报警信 号 。图 ｌ 发 所示 的流 程
Ｎ Ｐ作 冗余指 令 。软 件 陷 阱 一 般 安放 于 非 程 序 区 ， Ｏ
包括未 使用 的 中断 向 量 区 ， 使 用 的大 片程 序 存 储 未 器空 间及各 种表格 的最 后位 置 。程序 区是 由一 系列
执行指令 构成 的 ， 般 不能 在 此 指令 串 中任 意 安 排 一
煤
炭
工
程
２０ 第 ｌ ０２年 期
Ｉ目６ 匮 ｌ Ａ ｔ （ Ｒ
ｉ一 一
所 谓软件 陷阱 ， 是一条 引导 指令 ， 强行将 捕 就 它
获到的程 序 引向一 个 指定 的 地 址 ， 那里 是 一段 对 在
程序 出错 进 行处理 的专 用程序 。如 果 我们把 这段 程
序的地 址称为 Ｅ ＲＯ 软 件 陷阱即 为一条 ＬＭＰＥ ． Ｒ Ｒ， Ｊ Ｒ Ｒ Ｒ指令 ， 加 强 其 捕 获 能力 ， 在 其 前 面加 两 条 Ｏ 为 可
另外 ， 干扰还 可 以场 的形式 从系 统所 在的空 间侵 入 。 这类干 扰多 发 生 在 高 电 压 、 电流 、 大 高频 电磁 场 附
延 时 ， 能对抗 较 宽的 干 扰 信 号。 对于 每 次 采集 的 就 最 高次数 限额和 连续 相 同次 数 ， 均可 按 实 际 情况 作
程序失 控后 ， 简单解 决 方 法 就是 对 Ｃ Ｕ进行 最 Ｐ 人工 复位 ， 迫 程 序 从 Ｏ Ｏ Ｈ重 新 开 始 执行 。当 强 ＯＯ 然， 更好 的办 法是使 其 自动纳 人 正轨 ． 可通 过软 件方

空间电磁辐射干扰
周围空间中的电磁场对信号线 的电磁感应干扰。
接地系统干扰
由于接地不良或地线配置不当 导致的地线噪声干扰。
信号传输线干扰
信号传输线上的外部干扰信号 通过电感和电容耦合引入。
开关量输入通道隔离技术
01
光耦隔离
利用光耦器件将输入和输出电路隔 离，以减小干扰信号的影响。
变压器隔离
利用变压器原理实现输入和输出电 路的隔离，降低共模干扰。
单片机在工作过程中，其电路板 和元件会受到周围空间电磁辐射 的影响，导致信号失真和噪声干 扰。
接地系统干扰
接地系统不良或不合理，会导致 信号接地电位不均，产生电位差， 从而引入干扰信号。
开关量输出通道隔离技术
光耦隔离
光耦隔离是利用光耦合器的工作原理，将单片机开关量输出信号通过光耦隔离器进行隔离，以减小外界干扰对输出信 号的影响。
03
02
继电器隔离
通过继电器触点实现输入信号的电 气隔离，提高抗干扰能力。
运算放大器隔离
通过运算放大器将输入信号进行放 大和隔离，提高信号质量。
04
开关量输入通道隔离的实现方法
选择合适的隔离器件
根据应用需求选择适合的光耦、继电器、变 压器或运算放大器等器件。
正确连接隔离器件
按照隔离器件的连接方式，正确接入输入和 输出电路。
单片机抗干扰技术开关量输入输出 通道隔离
contents
目录
• 单片机抗干扰技术概述 • 单片机开关量输入通道隔离 • 单片机开关量输出通道隔离 • 单片机抗干扰技术的实际应用
01 单片机抗干扰技术概述

干扰的定义与影响
定义
干扰是指对系统正常信号的扰动 或破坏，导致信号失真、畸变或 阻塞。

同的分类。在控制 系统 的干扰源 中对电子 大的干扰 ， 备外部 ， ２根 导线在很长 的 是高频噪声源，除能引起对本硬件 电路 产 设 当
一
干扰源是 ： ①无线电设施的射频干扰； ②发
数 据 采集 误 差 加 大 。特 别 是 前 向 通道 的传
路 中产生 的工频干扰亦会影 响模 拟电路输 扰波 ， 为 天线 效应 。 称
出信 号 的准 确 性 。
（） 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
（Ｆ ） 态 变 化 ， 致 系 统 工 作 不 正 常 。 ＳＲ状 导 抗耦合 。
得出两端输 出信 号； 接收时 。 双端信 号转 将
（） ４ 程序运行失常。 在单片机系统受强
坏 程 序正 常运 行 。
（ ） 容 耦 合 方 式 。 是 指 电位 变 化 在 化为单端信号 ．可非常有效地 抑制共 模信 ３电 这
（） ４ 电磁 感 应 耦合 方 式 。 任 何 载 流 导 器 件 的损 坏 。外 界 交 流 电路 产 生 的工 频 干 在
体 周 围空 间 中都 会 产 生 磁 场 ，若 磁 场 是 交 扰对模拟信号有 较大的影响．在 电路 中采
干 扰 源 有好 多种 ．通 常 可 以 按 照 噪声 变 的 ， 对周 围 闭 合 电 路 产 生 感 应 电势 。 则 在 用 有 源 滤 波器 和低 通 滤 波 器 。
产生的原因 、 传导方式 、 波形 特性 等进行 不 设备 内部 ，线 圈或变压 器的漏磁是一个很
系 统 的 干 扰 主 要是 电磁 能量 干 扰 。 主 要 的

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。

单片机的干扰因素及抗干扰措施作者：闫曼来源：《中国科技博览》2014年第03期[摘要]本文通过对单片机系统干扰的分析，指出其危害性，并在此基础上对常见的抗干扰措施进行了归纳和总结。

[关键字] 单片机抗干扰中图分类号： TP368.1 文献标识码：A随着现代微电子技术的迅猛发展，单片机以期体积小、价格低、智能化高、价格便宜，进而得到了广泛的应用，在应用的同时对其可靠性的要求也越来越高，而抗干扰是决定可靠性高低的重要指标之一。

但是，由单片机构成的工控装置所处的工作环境比较恶劣，干扰因素较多，因此必须采取抗干扰措施才能保证装置的正常运行。

1、单片机系统干扰及其危害干扰就是叠加在有用信号上的不需要的信号，是影响电路正常工作的另一种噪声。

在各种实际环境中，干扰总是存在的，这些干扰能降低电子系统的准确性甚至破坏其可靠性。

干扰的分类有好多种，通常可以按照噪声产生的原因、传导方式、波形特性等等进行不同的分类。

按照产生原因分：放电噪声音、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。

按波形分为：持续正弦波、脉冲电压、脉冲序列等等。

1.1单片机系统的主要干扰原因1.1.1 电源线中的高频干扰高频电源、交流电源、强电设备产生的电火花、晶闸管的通断甚至雷电，都能产生电磁波，从而成为造成一定程度的电磁干扰。

当距离较近时，电磁波会通过分布电容和电感耦合到信号回路而形成电磁干扰；当距离较远时，电磁波以辐射的形式构成干扰。

1.1.2 感性负载产生的瞬变噪声干扰在单片机的应用系统中，常用的元件及设备如继电器、电动机、电磁阀等均具有较大电感量。

当电感回路的电流被切断时，会产生很大的反电势而形成噪声干扰。

这种干扰不仅能产生电磁场，而且还可能击穿电路中晶体管。

1.1.3噪声电压干扰在直流电源回路中，负载的变化会引起电源噪声，例如在数字电路中，当电路从一个状态转变为另一种状态时，就会在电源线上产生一个很大的尖峰电流，形成瞬变的噪声电压。