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专题与综述Topics and reviews0 引言工业的不断发展，为单片机在电力、化工等行业的应用提供广阔的空间。
由于单片机在工业领域工作的环境比较复杂、恶劣，比如单片机控制系统受电磁、噪声等因素的干扰，其信号接收的能力会减弱，测量的准确度会降低，这就要求在对单片机控制系统进行设计的过程中，全面考虑影响系统运行的干扰源，并采取相关的设计方法、工艺等来增强其抗干扰的能力。
1 单片机控制系统抗干扰设计相关概述1.1 单片机控制系统单片机控制系统自动化、智能化的实现需要通信技术、自动化技术的支撑，一方面可以使操作更加便捷，性能得以拓展；另外，能够使单片机控制系统的控制能力增强，被广泛应用于电力、化工等行业[1]。
1.2 单片机控制系统抗干扰设计的必要性首先，由于单片机控制系统多应用于电力、化工等行业，单片机控制系统工作的环境比较复杂，电磁极易干扰到单片机，这会降低其信号接受能力，一定程度会影响单片机软硬件设备的正常工作。
因此，加强单片机控制系统抗干扰设计至关重要，通过对干扰源进行分析寻找到干扰的规律，并采取一定措施减少干扰情况，促使单片机控制系统性能得以提升。
其次，单片机控制系统的可靠性、安全性受其软硬件性能、设计技术等因素影响，为了增强单片机控制系统的安全性、可靠性，可以通过合理系统抗干扰设计的途径来实现。
2 单片机控制系统干扰因素分析2.1 内部干扰因素单片机控制系统内部干扰主要是由器件、部件等物理因素产生，统称为“噪声”[2]。
比如在单片机控制系统设计环节，如果元器件布局和连线不合理，或者元器件质量不达标等都会干扰系统正常工作。
其内部干扰因素主要包括以下几点。
首先，热噪声产生的干扰，热噪声指的是在电阻与电源不相连的情况下，其两端依旧存在微弱电压，随着电子的热运动在电阻两端出现的噪声电压称为热噪声。
其次，接触噪声产生的干扰，其主要是在两种材料之间不完全接触的情况下，电导率起伏变化产生的，产生于两个导体连接处，并且接触噪声与直流电流成正比，如果处于低频电路中，接触噪声是主要干扰源。
单片机控制系统的抗干扰设计摘要：单片机相关控制的灵敏度和系统所受的干扰具有一定的正相关关系，对单片机的控制系统而言，具有较高的灵敏度才能确保系统运行正常，但灵敏度越高，系统受到的干扰就越强，设计单片机控制系统时需要重视其抗干扰能力，确保系统能够稳定运行。
关键词：单片机；控制系统；抗干扰设计引言单片机控制系统是集通信技术、计算机技术以及自动化控制技术于一体的工业通用自动控制系统，其不但操作便捷、扩展性能好，而且还具有较强的控制功能，目前已在我国电力、化工、交通以及冶金等行业得到广泛的应用。
但由于工业作业环境较为恶劣，使得单片机容易被电源波形畸变、电磁设备启停等影响而受到干扰，使得信号接收能力大大下降，进而对测量的质量与效率造成了影响，严重的还会对单片机的软件、硬件造成损坏，使其难以正常运作。
所以，加强单片机控制系统的抗干扰设计，正确掌握其干扰源，并采取针对性的改进措施来提高其抗干扰能力，对单片机控制系统功能的正常发挥有着重要的作用。
1系统干扰源及干扰因素1.1现场干扰源电磁干扰一般分为两类，即传导和辐射。
传导类型的干扰主要是通过金属、电感、电容以及变压器传播的；而辐射类型干扰的传播途径很多，比如设备外壳和外壳上的缝隙，设备间的连接电缆，甚至是一根导线也可以成为辐射类型干扰的传统途径。
这两种干扰往往是相辅相成的，并且在干扰吸收上可以相互转化。
在测控系统中，电磁干扰主要通过“场”进入，即电磁干扰源的能量通过电磁场传递给测控系统。
电场主要是电容性耦合干扰，在导线和电路分布的电容中，干扰信号进入测控系统。
而磁场干扰是互感性耦合干扰，借助导线和电路的互感耦合，干扰信号进入测控系统。
1.2单片机控制系统自身干扰源单片机控制系统自身干扰源主要包括了散粒噪声、热噪声、常模噪声、共模噪声以及接触噪声等几方面内容。
散粒噪声是由于晶体管基区内的载流子发生随即扩散，与电子空穴发生复合反应而形成的，其主要存在于半导体原件内部；热噪声是指在没有连接电源的情况下，仍然有微弱电压存在于电阻两端，电阻两端出现电子热运动而形成的噪音电压；常模噪声即线间感应噪声或对称噪声，往往难以将其完全消除；共模噪声恰好与常模噪声相反，其指的是地感应噪声、不对称噪声或是纵向噪声，该类噪声可以进行消除，但也可由共模噪声转变为常模噪声；接触噪声通常是由于两种材料进行不完全接触，使得电导率出现变化而产生的，常出现在导体连接部位。
探究单片机控制系统抗干扰设计要点单片机控制系统的工作环境基本上都是在机械设备中或者是工业生产现场，工作环境比较恶劣，干扰源也比较多。
因此设计单片机控制系统时，抗干扰是一个不能回避的问题。
本文主要对单片机控制系统的抗干扰设计的要点进行了分析。
标签：单片机控制系统抗干扰设计要点随着单片机在智能仪表、生产过程控制以及工业自动化等系统当中的广泛应用，在各项控制功能能够得到很好的满足之后，为了使系统能够投入到实际应用当中，那么单片机的安全性和可靠性就要提高。
但是在工业现场的条件比较恶劣，经常会受到电磁设备启动、停止以及电源波形畸变等因素的影响，就会产生一定的干扰。
在工业生产现场，干扰源会对单片机的硬件及软件造成一定的损坏，对单片机的软件运行造成的影响尤为严重。
所以在设计时就应该找准单片机控制系统抗干扰的设计要点，然后进行一定的改进，保证单片机控制系统的优越性能够充分发挥。
1 单片机控制系统干扰源分析1.1 单片机控制系统自身存在的干扰源。
对元器件的布局不是很合理、元器件的质量较差以及元器件之间的连线不合理等原因都会造成控制系统自身的干扰源，这种自然扰动称为噪音。
1.2 现场环境的干扰源。
电磁干扰主要就是通过电场或者磁场进入到控制系统。
电场途径的干扰实质其实就是电容性的耦合干扰，干扰信号在进入控制系统时候主要通过导线或者分布电容；磁场途径的干扰实质其实就是互感性的耦合干扰，干扰信号在进入控制系统时主要通过导线或者电路之间的互感耦合。
2 单片机控制系统硬件方面的抗干扰设计要点2.1 对电源干扰进行抑制。
在选择电源和设备的时候应该要尽量选择那些质量比较好的，对于动力线、控制线以及电源线要进行分别配线；要为+5V的电源设置多级的滤波处理器，而且在架设电源线时应该平行；可以用隔离变压器来阻隔大量电源传导的干扰，也可以采用滤波器来使设备的干扰传导降低同时还能够吸收尖峰电压；针对电源变压器，输入线和输出线可以采用双绞线，然后通过可靠接地屏蔽来抑制共模干扰，也可以在电源输入的一端串接LC滤波电路，然后增加设置变比为1：1，而且带有屏蔽层的隔离变压器等。
探讨单片机控制系统的抗干扰措施摘要：单片机控制系统是一种监控功能强、可靠性高、方便使用的自动控制系统，在多种领域受到广泛应用。
在进行单片机控制系统应用时，为了提高控制的有效性，需要避免单片机控制系统受到其他因素的干扰。
通过分析单片机控制系统的主要干扰来源，可以有针对性地制定抗干扰措施，避免单片机控制系统在运行中受到干扰，造成不必要的生产问题。
关键词：单片机；控制系统；抗干扰措施一、单片机控制系统干扰源分析单片机作为工业生产运行系统中非常重要的构成部分之一，由单片机所构成的控制系统必须具备较高的灵敏度。
但同时，灵敏度越高，则意味着系统可能引入干扰因素越多。
特别在强噪声环境下，被测信号可能被淹没，影响测量效果的实现。
工业现场应用中，存在大量且多类型的干扰源，这些干扰源以一种或多种方式对计算机测控系统产生影响，导致整个控制系统性能指标无法满足设计要求，进而对测量控制结果的可靠性产生不良影响，必须引起高度重视。
结合单片机控制系统的实际运行情况来看，在单片机控制系统工业现场应用中，所承受干扰以电磁能量干扰为主。
具体而言，单片机控制系统内外部干扰源主要包括以下几个方面：第一是无线电设施所产生射频干扰；第二是发动机装置上高压点火线圈向外辐射磁场强度大且频带宽的电磁波信号干扰；第三是单片机内部晶振电路干扰；第四是外部交流电路系统中所产生工频信号干扰；第五是数字电路本身门电路频繁的导通、截止造成电源地线在电流变化因素作用下所产生高频电磁干扰。
二、抗干扰的措施2.1软件抗干扰措施在单片机运行时，会有少数的干扰进入单片机控制系统，软件抗干扰措施必不可少。
因为软件抗干扰措施是以CPU为代价的，所以，如果没有硬件抗干扰措施来消除绝大多数的干扰，CPU就会一直忙碌，没有精力进行正常工作，进而严重影响单片机系统的工作效率与实时性。
下面介绍几种CPU解决抗干扰的措施。
2.1.1人工复位针对于失控的CPU,最简单的方法就是让CPU进行复位，使程序自动从OOOOH开始执行。
单片机控制系统的抗干扰与安全措施
单片机控制系统在现代电子设备中得到广泛应用，其具有高效、稳定的特点。
然而，由于外部环境的干扰和可能发生的安全问题，需要采取一系列措施来保证单片机控制系统的抗干扰能力和安全性。
为了提高单片机控制系统的抗干扰能力，可以采取以下措施。
为了保证单片机控制系统的安全性，需要采取以下措施。
首先，加密和验证系统的软件和固件，以防止未经授权的访问和篡改。
除了上述措施，还可以采用其他方法来提高单片机控制系统的抗干扰性和安全性。
例如，可以采用冗余设计和备份机制，确保系统在部分故障或攻击情况下仍能正常工作。
此外，定期进行系统的维护和检修，更新软件和固件，修复已知的漏洞和问题。
另外，对系统进行严格的测试和验证，确保系统在各种条件下都能正常工作和抵抗干扰。
单片机控制系统的抗干扰和安全措施至关重要。
通过合理的电路设计、元器件选择和系统设置，可以有效提高系统的抗干扰能力。
同时，通过加密、验证、权限管理和安全监控等措施，可以确保系统的安全性能。
此外，采用冗余设计、备份机制和定期维护等方法，可以进一步提高系统的可靠性和安全性。
综合运用这些措施，可以构建出具有较高抗干扰性和安全性的单片机控制系统，为各种电子设备的正常运行提供保障。
SCM Technology •单片机技术Electronic Technology & Software Engineering 电子技术与软件工程• 247【关键词】单片机 控制系统 抗干扰 设计在这里简单介绍一下单片机控制系统，一般来讲单片机系统拥有计算机技术、通信技术和自动化控制技术的优点，可以是实现对事物的自动化控制，其具有很多的优点：（1）该系统利于人工操作，简单方便；（2）单片机系统可以为很多领域提供方便的控制系统，例如在我国的矿产行业、电力发电行业以及交通运输行业等工业领域中都得到了广泛使用。
但是，在这些工业领域中其工作环境往往比较恶劣，工作条件比较复杂，这就会很大程度上使得单片机很受到电磁设备启停等的影响，致使接收信号不清晰，最终导致在对相关的数据进行测量时出现偏差甚至错误，影响工作的效率，此外，还可能会出现更为严重的情况，破坏单片机的软件、硬件，使机器完全不能工作。
因此，对单片机控制系统的抗干扰设计需要进一步研究，找出干扰源，根据干扰源，制定相应的应对策略来增强其抗干扰能力，能够有效地降低外界环境对系统的影响，进而保证单片机控制系统正常运行。
1 单片机控制系统的主要干扰源1.1 单片机控制系统的内部干扰源在单片机控制系统中往往会因为其本身的特点而对其控制效果造成影响，通常来讲单片机控制系统的内部干扰源可以分为下面两个部分：如散粒噪声、热噪声等。
散粒噪声的形成原理：晶体管区域里的载流子出现不规律的扩散，扩散出来的载流子在遇到电子空穴后两者之间进行反应。
该种噪声大多数存在于半导体原件自身内部；热噪声的形成原理：在未与电源连通的情形下，半导体的两端可能存在一个电压值较小的电压，该电压就会导致半导体内部的电子发生热运动，而电子在运动过程中就会形成噪音电压。
1.2 现场环境的干扰源电磁是单片机控制系统的现场环境干扰源，该干扰源通常情况下凭借场传播进入测控系统，通过电场或磁场两种方式对系统进行干扰。
第七章单片机控制系统抗干扰技术本章将从干扰源的来源、硬件、软件以及电源系统各方面研究分析并给出有效可行的解决办法。
第一节干扰的来源及分析一、主要的干扰源影响正常工作的信号称为噪声，又称干扰。
举例：在单片机控制系统中，出现了干扰，就会影响指令的正常执行，造成控制事故或控制失灵；在测量通道中产生了干扰，就会使测量产生误差，计数器收到干扰有可能乱记数，造成记数不准，电压的冲击有可能使系统遭到致命的破坏。
凡是能产生一定能量，可以影响到周围电路正常工作的媒体都可认为是干扰源。
干扰有的来自外部，有的来自内部。
一般来说，干扰源可分为以下三类：①自然界的宇宙射线，太阳黑子活动，大气污染及雷电因素造成的；②物质固有的，即电子元器件本身的热噪声和散粒噪声；③人为造成的，主要是由电气和电子设备引起。
举例：在系统工作的环境中广泛存在，包括动力电网的电晕量放电、绝缘不良的弧光放电、交流接触器、开关电感负载的继电器接点引起的电火花，照明灯管所引起的放电、变压器、电焊机、吊车，大功率设备启动浪涌，可控硅开关造成的瞬间尖峰，都会对电网产生影响。
另外像大功率广播、电视、通讯、雷达、导航、高频设备以及大功率设备所发出的空间电磁干扰。
系统本身电路的过渡过程，电路在状态转换时引起的尖峰电流，电感或电容所产生的瞬间电压和瞬变电流也会对系统工作产生千扰。
另外，印制电路板布局不合理、布线不周到、排列不合理、粗细不合理，使电路板自身产生相互影响，系统安装布线不合理，强弱电走线不能分开，造成相互干扰。
二、噪声干扰产生的原因①电路性干扰。
电路性干扰是由于两个回路经公共阻抗耦合而产生的，干扰量是电流。
②电容性干扰。
电容性干扰是由于干扰源与干扰对象之间存在着变化的电场，从而造成了干扰影响，干扰量是电压。
③电感性干扰。
电感性干扰是由于干扰源的交变磁场在干扰对象中产生了干扰感应电压。
而产生感应电压的原因则是由于在干扰源中存在着变化电流。
④波干扰。
波干扰是传导电磁波或空间电磁波所引起的。
