第九章单片机系统的抗干扰技术优秀课件
- 格式:ppt
- 大小:233.50 KB
- 文档页数:47
单片机系统抗干扰技术措施徐本升(七煤(集团)公司社保局,黑龙江七台河154600)廛屉科夔[}商要]单片机系统主要由信号检测部分、信号处理及控制部分、控制信号驱动部分、拳统零毒部分、显示部分组成。
干扰的种类主要来自系统内部元器件在系统中的状态和系统外部其它电气设备产生的干抚。
硬件抗干扰措施是电潺的抗干扰设计,屏蔽抗干技技术,双绞线及光纤的使用,去耦电路。
软件抗干就措-旌旋出错处理程序,建立软件陷阱,使用空操作指令。
‘‘、联蠢建i司]单片机;系统;抗干扰技术‘,单片机应用系统的硬件电路构成比较复杂、所用元件品种繁多,有的工作场所环境比较差,由于这些原因,为了保证单片机应用系统能够在各种环境下能正常运行,系统的抗干扰性就是一个非常重要的指标。
抗干扰就是针对干扰产生的性质、传播途径、侵入的位置和侵入的形式,采取相应的方法消除干扰源,抑制干扰传播途径,减弱电路或元件对噪声干扰的敏感性,使单片机系统能在线正常、稳定地运行。
1单片机系统的组成一个单片机应用系统的硬件电路是由如下几个部分构成的:1)信号检测部分:2)信号处理及控制部分:3)控制信号驱动部分;4)系统交互部分;5)显示部分。
由此可见一个单片机应用系统的成分是相当复杂的,从各种类型的传感器到名目繁多的各种继电器接触器、电磁阀,从类型繁多的集成电路到各种各样的耦合器件、执行部件、显示器件等。
2干扰的种类干扰就是叠加在有用信号上的不需要的信号。
是影响路正常工作的另一种噪声。
干扰以某种电信号的形式,通过一的渠道。
混入有用信号中侵人单片机系统,造成系统工作不稳定在各种实际环境中,干扰总是存在的,这些干扰能降低电子系统准确性甚至破坏其可靠性。
干扰有两种:一是来自系统内部元器件在工作时产生的干扰通过地址、电源线、信号线,分布电容和电感等传输,影响系统工状态。
二是来自系统外部其它电气设备产生的干扰。
通过传导辐射等途径影Ⅱ向单片机系统的正常工作。
干扰对单片机应用系统的作用有3个部位:1)输入系统。
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。