单片机抗干扰
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单片机测控系统的抗干扰能力分析摘要:由于工作环境的多样性,单片机测控系统在工作过程中所受干扰比较大。
为了减少这种影响,提出了抗干扰技术,它是一项系统性的工程,该系统开发的整个过程与环节都要进行抗干扰能力的设计。
本文分析了干扰的来源与形成以及其对单片机测控系统产生的不良影响,从硬件、软件两方面来讨论单片机的抗干扰能力,尽可能的提高整个单片机测控系统的稳定性与可靠性。
关键词:单片机;测控系统;抗干扰能力中图分类号:tp274 文献标识码:a文章编号:1007-9599 (2013) 05-0000-02随着单片微型计算机的应用越来越广泛,主要用于智能化仪表中,尤其是测量控制系统的微型计算机,它是一种新型的微电子设备,具有完善的智能化特性,因而在工业系统中高达90%采用的是单片机测控系统。
由于工业环境中到处都是强弱电设备,不仅有数字电路还有不同模拟电路形成一个强电与弱电数字与模拟共存的局面,同时工作环境电磁干扰强、环境恶劣,其工作性与可靠性都会收到极大的影响。
因此,有必要对单片机测控系统的抗干扰能力进行研究,提高其在电磁环境中的适应能力以及稳定性。
1干扰的来源及形成1.1干扰的来源。
(1)较恶劣的供电环境。
属于重工型企业的铝厂,设备多数是大功率、大感性负载,启动或停止它们都会造成电网电压的大幅度变化,出现欠压、过压的现象,甚至有时候是额定电压的10%,出现这种情况可能持续几分钟或更久。
另外,大功率开关的通断也会造成电网产生尖脉冲,当尖脉冲跟电网的正弦波两者相叠加的时候,其通过交流电源进入到计算机内,对计算机造成了极大的危害,通常情况下,使得计算机发生“飞程序”,出现鼠标乱跳、打印机误动作等故障,使得计算机系统半瘫痪。
(2)严重的噪声环境。
为了实现数据采集或实时控制,模拟量、开关量的输入/输出信号线和控制线长达十几米至几百米,从而对计算机系统的干扰无从避免。
在高压系统调试后,发现在足够大的干扰下,极大的影响了线路分布电容的参数,同时,它对微型计算机引入了够强的干扰,轻微情况只是程序发生错误,影响其正常工作,严重情况下可能导致程序被冲或微机芯片直接被损坏掉【1】。
光耦器件在单片机抗干扰系统中的应用研究【摘要】在单片机系统中,抗干扰设计始终是提高单片机性能的一项重要内容。
本文从光耦器件的结构,和光耦器件有效抑制单片机系统干扰的原因出发,对光耦器件在单片机接口电路、驱动电路、和长线传输中的应用进行了探讨,并总结了光耦器件的选择和应用的方法。
【关键词】单片机光耦器件电气隔离噪声干扰一、引言在单片机电路中,单片机和外设之间有接口电路连接,外设通过接口的数据总线将信息传至单片机,而单片机的控制信号通过接口的控制总线传送给外设。
为了进行电信号的传送,他们必须有公共接地端,有一定的共地电阻r。
当大功率外设工作时,会有大电流流过r,如继电器、阀门、电机等。
他们的工作电流本身就比较大,而且他们的工作又常和大电流设备联系在一起。
大功率外设会在地上造成很大的干扰电压,这些干扰会严重影响单片机。
同时,存在的一些极易受到干扰的弱信号更是无法正常工作。
二、光耦器件有效抑制单片机系统干扰共地干扰的存在影响了单片机系统的正常工作,切断共地关系,电信号无法构成回路,单片机和外部设备无法进行信号传输。
所以,必须采取某种措施,既能保证将地隔开,又能顺利传送信号。
利用光耦器件隔离,能够解决上述问题。
光耦器件是把电信号转变为光信号,光信号传送到接受测再转换为电信号。
由于光信号的传送不需要共地,因此可以将光耦器件两侧的地加以隔离。
光耦器件能在传输信号的同时有效地抑制尖脉冲和各种噪声干扰,其原因如下:(1)光电耦合器的输入阻抗很小,只有几百欧,而干扰源阻抗较大,通常为几百千欧。
由分压原理可知,即使干扰电压的幅度较大,光电耦合输入端分得的噪声电压也很小,另外由于干扰噪声的能量小,只能形成微弱电流,而光电耦合器输入部分的发光二极管是在电流状态下工作,干扰噪声即使有很高的电压幅值,也因为没有足够的电流,发光二极管不能发光,干扰就被抑制掉。
(2)光电耦合器的输入回路与输出回路之间没有电气连接,也没有共地,之间的分布电容很小,而绝缘电阻又很大,因此回路一侧的各种干扰噪声都很难通过光电耦合器馈送到另一侧,避免了共阻抗耦合干扰信号的产生。
2外文资料翻译单片机的休眠运算复位和抗干扰能力完善摘要:介绍了一种通过运算复位来改善抗干扰能力的重复使用的单片机,分析其适用范围,提供和分析其所使用的电路,结合实例分析在某些运行方式下的软硬件设计。
关键词:单片机复位,休眠,反干扰前言:随着微电子技术迅速发展,单片机性能也得到迅速提高。
智能维护逻辑控制电路取代了以往的测量电路的数字逻辑控制电路,并将其发展。
这操作被扩展到更大的范围,并得到广泛使用。
因为它有系统的停顿,所以运行程序有致命缺陷在许多重要场合受到限制。
很多反干扰技术(例如有软件隔栏;将硬件的接口放入狗的电路中等等)可以使这一问题的到很好的解决,但仍然存在着问题:①连接狗的电路运行时好时坏,这是在某些场合是不允许的。
②程序时常出现很多电路错误,仅仅是狗的连接环节也会时常出现无法识别的错误。
③在测量和控制周期之间的时间长时,单片机要花费大量时间等待周边其他硬件,在运算处理等待命令时它将会受到太多的干扰,对于这些情况,在实践中我们已经尝试过主动复位的方法,采用后续脉冲外界条件触发单片机工作。
在每次复位后单片机将进行相应的程序,执行命令后立即进入休眠,为下次复位做好准备,用此种方法很好的解决了上述的问题,在农业电压互感器综合保护装置实验中得到很好的效果。
现在用51系列单片机作为一个例子,并具体探讨高电平复位的原理和实施方法。
1. 原理和实施方法1.1无条件定期复位使用定时器,专用时钟芯片或其它脉冲发生器在某一部分定期产生复位信号。
这种方法尤其适合于测量仪器。
在这种运行中,模拟量通过A/D转换器后并将其存入显示。
这当然是非常快的,但在稳定的运行中,数据每秒只有1-2倍的提高,在大量的时间内CPU是用来等待让CPU 的工作并工作后进入休眠,复位和外界条件触发CPU执行下次指令,这就是复位,这样才能使抗干扰能力大大加强。
其有两个主要内容:①在休眠(程序停止运行)时可以出现CP机指示无序的程序。
工作时间与休眠时间比例为1:9,那就是说1秒内有0.1秒时间是用于测量,传送,显示,有0.9秒时间是休眠。