单片机硬件、软件抗干扰措施介绍

数控车床如何抗干扰数控车床作为cnc机床自然也会像其他的电子仪器仪表一样受到众多的干扰，所以面对有可能发生的干扰我们必须有应对的措施，抗干扰的措施主要包括屏蔽、隔离、滤波、接地和软件处理等。

①屏蔽技术:屏蔽是目前采用最多也是最有效的一种方式。

屏蔽技术切断辐射电磁噪声的传输途径通,常用金属材料或磁性材料把所需屏蔽的区域包围起来,使屏蔽体内外的场相互隔离,切断电磁辐射信号,以保护被屏蔽体免受干扰,屏蔽分为电场屏蔽、磁场屏蔽及电磁屏蔽。

在实际工程应用时,对于电场干扰时,系统中的强电设备金属外壳(伺服驱动器、变频器、驱动器、开关电源、电机等)可靠接地实现主动屏蔽;敏感设备如智能纠错装置等外壳应可靠接地,实现被动屏蔽;强电设备与敏感设备之间距离尽可能远;高电压大电流动力线与信号线应分开走线,选用带屏蔽层的电缆,对于磁场干扰,选用高导磁率的材料,如玻莫合金等,并适当增加屏蔽体的壁厚;用双绞线和屏蔽线,让信号线与接地线或载流回线扭绞在一起,以便使信号与接地或载流回线之间的距离最近;增大线间的距离,使得干扰源与受感应的线路之间的互感尽可能地小;敏感设备应远离干扰源强电设备变压器等。

②隔离技术:隔离就是用隔离元器件将干扰源隔离,以防干扰窜入设备,保证电火花机床的正常运行。

常见的隔离方法有光电隔离、变压器隔离和继电器隔离等方法。

(1)光电隔离:光电隔离能有效地抑制系统噪声,消除接地回路的干扰。

在智能纠错系统的输入和输出端,用光耦作接口,对信号及噪声进行隔离;在电机驱动控制电路中,用光耦来把控制电路和马达高压电路隔离开。

(2）变压器隔离是一种用得相当广泛的电源线抗干扰元件,它最基本的作用是实现电路与电路之间的电气隔离,从而解决地线环路电流带来的设备与设备之间的干扰,同时隔离变压器对于抗共模干扰也有一定作用。

隔离变压器对瞬变脉冲串和雷击浪涌干扰能起到很好的抑制作用,对于交流信号的传输,一般使用变压器隔离干扰信号的办法。

-28-/2012.03/简析单片机嵌入式程序的开发及构成广东海洋大学寸金学院 叶伟慧【摘要】本文首先分析了单片机嵌入式程序开发中有关实时操作系统的设计，然后阐述了单片机嵌入式软件编码的实现过程和设计思路，并进一步剖析了系统的引导装入设计，最后介绍了此程序中的低功耗设计以及干扰技术。

【关键词】单片机；嵌入式程序；实时操作系统嵌入式程序是指在计算机技术的基础上，以应用为核心，硬件软件可剪裁，满足应用程序对成本、可靠性、功能、功耗和体积的严格标准的一套专用计算机程序。

这也是一套将现代电子技术、半导体技术、计算机技术等各行业的具体应用统一整合而产生的资金和技术密集型产物。

一、单片机和嵌入式操作系统的定义单片机是嵌入式系统程序的主控单元。

其大部分软件都是针对某种应用来专门设计的，且往往只是其中一个微观实时操作系统，系统程序拥有实时信息处理或实时过程控制能力，同时要求能对外部发生的即时事件作出响应并能快速解决。

实时嵌入式程序的操作系统则是针对应用系统的需求提出的。

通常所说的单片机即是微控制器，是一个将那些程序端口、数据存储器及相关系统等计算机需要的外设集成在一张芯片上的单片集成系统。

单片机系统在硬件上无法和以分时操作系统为核心的计算机系统相比拟。

但在软件设计上，单片机系统的具体应用以及使用环境却相对单一而固定，这一点使得单片机嵌入式程序的实时操作系统的开发有了可实现性。

嵌入式操作系统主管任务的控制、调度、任务间的同步与通信、存储和资源管理，在嵌入式应用系统中起灵魂性中心作用。

对比其他的操作系统它不仅没有图形用户接口和shell，甚至其他某些功能也不具备，而只有一个微内核。

同时鉴于嵌入性和专用性，应用程序与操作系统紧密联系而共同运行在同一个空间内，两者几乎无法有明确的分类，甚而能将操作系统视为应用程序的组成部分。

但因嵌入式系统其较小的内存容量，往往使用其实际物理地址，所以存储管理的模块也十分简单。

如此一来将大大减小内核体积，使之成为名副其实的微内核。

单片机概述:单片机是微单片微型计算机的简称，微型计算机的一种。

它把中央处理器（CPU），随机存储器（RAM），只读存储器（ROM)，定时器\计数器以及I\O接口，串并通信等接口电路的功能集成与一块电路芯片的微型计算机。

字长：在计算机中有一组二进制编码表示一个信息，这组编码称为计算机的字，组成字的位数称为“字长"，字长标志着精度,MCS—51是8位的微型计算机。

89c51 是8位（字长)单片机（51系列为8位）单片机硬件系统仍然依照体系结构：包括CPU（进行运算、控制)、RAM(数据存储器)、ROM(程序存储器）、输入设备和输出设备、内部总线等。

由于一块尺寸有限的电路芯片实现多种功能，所以制作上要求单片机的高性能,结构简单，工作可靠稳定.单片机软件系统包括监控程序，中断、控制、初始化等用户程序。

一般编程语言有汇编语言和C语言,都是通过编译以后得到机器语言（二进制代码）。

1.1单片机的半导体工艺一种是HMOS工艺，高密度短沟道MOS工艺具有高速度、高密度的特点;另一种是CHMOS工艺，互补金属氧化物的HMOS工艺,它兼有HMOS工艺的特点还具有CMOS的低功耗的特点.例如:8051的功耗是630mW，80C51的功耗只有110mW左右。

1。

2开发步5骤：1.设计单片机系统的电路2。

利用软件开发工具（如：Keil c51）编辑程序，通过编译得到。

hex的机器语言。

3.利用单片机仿真系统(例如:Protus）对单片机最小系统以及设计的外围电路，进行模拟的硬软件联合调试。

4。

借助单片机开发工具软件（如：STC_ISP下载软件)读写设备将仿真中调试好的.hex程序拷到单片机的程序存储器里面.5.根据设计实物搭建单片机系统.2。

1MCS-51单片机的组成：(有两个定时器）CPU（进行运算、控制)、RAM（数据存储器)、ROM（程序存储器）、I/O口(串口、并口）、内部总线和中断系统等.工作过程框图如下：运算器组成：8位算术逻辑运算单元ALU（Arithmetic Logic Unit）、8位累加器A(Accumulator）、8位寄存器B、程序状态字寄存器PSW(Program Status Word）、8位暂存寄存器TMP1和TMP2等。

单片机常见故障及处理方案一、引言单片机是现代电子技术中的重要组成部分，广泛应用于计算机、通信、控制等领域。

然而，在单片机的使用过程中，可能会出现各种故障，影响其正常工作。

本文将介绍单片机常见故障及处理方案。

二、硬件故障1.电源问题当单片机电源不稳定或电压不足时，会导致单片机不能正常工作。

此时需要检查电源供应情况，确认是否符合单片机的要求。

2.晶振问题晶振是单片机内部时钟源的重要组成部分，如果晶振损坏或者接触不良，就会导致单片机无法正常工作。

此时需要检查晶振的连接和工作情况。

3.芯片损坏芯片损坏是单片机故障中比较严重的一种情况。

当芯片受到静电击打或者外界干扰时，可能会导致芯片内部元器件损坏。

此时需要更换芯片。

三、软件故障1.程序错误程序错误是单片机故障中比较常见的一种情况。

当程序编写不当或者程序中出现错误时，单片机就会出现故障。

此时需要检查程序并进行修改。

2.存储器问题存储器是单片机内部重要的组成部分，如果存储器损坏或者数据传输错误，就会导致单片机无法正常工作。

此时需要检查存储器的连接和工作情况。

3.通信问题单片机常常需要和其他设备进行通讯，如果通讯协议不正确或者通讯接口损坏，就会导致单片机无法正常工作。

此时需要检查通讯协议和接口，并进行修复。

四、维修方法1.硬件维修硬件维修可以通过更换电源、晶振和芯片等方式来解决硬件故障。

在更换硬件的过程中，需要注意选用符合要求的元器件，并按照规范进行连接和安装。

2.软件维修软件维修可以通过修改程序、重置存储器和调整通讯协议等方式来解决软件故障。

在进行软件维修时，需要注意备份原有数据，并按照规范进行修改和调整。

五、预防措施1.注意静电防护静电是芯片损坏的主要原因之一，因此在单片机的使用过程中需要注意静电防护。

可以采用接地处理、穿着防静电衣服等方式来预防静电干扰。

2.定期维护定期维护可以有效预防单片机故障。

可以定期对单片机进行检测和清洁，并保持良好的工作环境。

3.选用优质元器件选用优质元器件可以有效提高单片机的稳定性和可靠性。

UART（Universal Asynchronous Receiver/Transmitter）是一种通用的串行通讯协议，常用于将计算机与外部设备（如传感器、显示器、嵌入式系统等）进行数据交换。

然而，在一些特定的环境中，UART串口通讯可能会受到各种干扰，导致数据传输错误甚至通讯中断。

为了确保通讯的稳定和可靠，有必要采取一些硬件抗干扰方法来保护UART串口。

一、地线设置1. 串口地线独立在设计UART串口通讯硬件时，应该将串口地线独立出来，不与其他信号共用。

这样可以有效减小串口地线受到干扰的可能，提高通讯的可靠性。

2. 地线布线规划在实际布线过程中，应该尽量减小地线回路面积，布线规划应该尽可能短而直。

并且，地线布线应该与其他信号布线分离，避免互相干扰。

二、信号线设置1. 信号线双绞为了减小串口信号受到外部干扰的可能，可以考虑采用信号线双绞的方式进行布线。

信号线双绞可以有效减小干扰的影响，提高通讯的稳定性。

2. 信号线长度控制在设计串口信号线时，应该尽量控制信号线的长度，避免过长的信号线会增加串口信号受到干扰的可能。

可以通过合理规划电路板布局，减小信号线长度，提高通讯质量。

三、电源线设置1. 电源线滤波在串口通讯硬件设计中应该考虑对电源线进行滤波处理，以减小串口通讯受到电源干扰的可能。

可以在设计中增加适当的电源滤波器，提高串口通讯的稳定性。

2. 电源线隔离为了避免串口通讯受到电源波动的影响，可以考虑采用电源线隔离的方式进行设计。

可以通过使用隔离电源模块或者隔离变压器等设备，将串口通讯与电源线隔离开，提高通讯的可靠性。

四、屏蔽处理在设计UART串口通讯硬件时，可以考虑对串口信号线进行屏蔽处理，以减小外部干扰的影响。

可以使用屏蔽罩、屏蔽壳等设备对串口信号线进行屏蔽，提高通讯的稳定性。

五、环境控制1. 温度控制在实际应用中，环境温度对串口通讯的稳定性也有一定的影响。

在设计串口通讯硬件时，应该考虑环境温度的控制，尽量将串口通讯设备放置在稳定的温度环境中，以提高通讯的可靠性。

PLC控制系统的干扰源及抗干扰措施PLC控制系统的干扰源主要包括电磁干扰、电源噪声、开关干扰以及环境干扰等。

这些干扰源可能会导致PLC控制系统中的信号干扰、误触发、故障等问题。

为了保证PLC控制系统的稳定和可靠运行，需要采取一些抗干扰措施。

以下将详细介绍PLC控制系统的干扰源及抗干扰措施。

电磁干扰是PLC控制系统中常见的干扰源。

电磁干扰可以通过电缆、接口、线路等途径进入PLC系统中。

电磁干扰会造成PLC系统中的信号干扰，导致PLC输入/输出模块的误触发或失效。

为了抵御电磁干扰，可以采取以下措施：1.使用屏蔽电缆：将PLC系统的输入/输出信号线采用屏蔽电缆，可以有效地减小电磁干扰的影响。

2.增加滤波器：在PLC系统的电源线路中增加滤波器，可以过滤掉电源线上的噪声，减小电磁干扰。

3.设备隔离：对于容易受到电磁干扰的设备，可以将其与其他设备进行隔离，减少干扰的传导。

4.绝缘：对PLC系统中的输入/输出信号线进行绝缘处理，以减少干扰的传递。

电源噪声是另一个常见的干扰源。

电源噪声可能来自于电源本身或者是其他设备在电源线上引入的干扰。

电源噪声会干扰PLC系统的稳定运行，造成信号误触发、系统死机等问题。

以下是一些防止电源噪声的措施：1.使用稳压电源：采用稳压电源可以保证PLC系统的电压稳定，减少电源噪声的影响。

2.增加滤波器：在PLC系统的电源线路中增加滤波器，可以过滤电源线上的噪声，减少电源噪声对PLC系统的干扰。

3.接地处理：良好的接地可以有效地减少电源噪声的传递。

确保PLC系统和其他设备的接地良好，并使用合适的接地线缆。

开关干扰是指当开关设备（如电机、继电器等）开关时，由于电磁感应或接点弹跳等原因造成的干扰。

开关干扰会导致PLC输入/输出模块的误触发、稳定性下降等问题。

以下是一些防止开关干扰的措施：1.使用阻尼元件：在开关设备的输入端口和输出端口上安装阻尼元件，可以减小开关干扰的影响。

2.触发级联：对于容易受到开关干扰的PLC输入/输出模块，可以采用级联触发的方式，将干扰传递到多个模块上，减小干扰对单个模块的影响。