第6章：智能仪器可靠性与抗干扰技术.ppt

举例：一个系统由3个分系统组成。已知3个分系统的失效率分别为：λ1 =0.003，λ2 =0.001，λ3 =0.004。 该系统20h的可靠度规定为0.9，试利用上述方法进行可靠性分配。 补充材料： 软件的抗干扰设计 常用的软件抗干扰技术有软件陷阱、时间冗余、指令冗余、空间冗余、容错技术、设置特征标志和软件数字滤波等 （1）实时数据采集系统的软件抗干扰 采用软件数字滤波。常用的方法有以下几种： ① 算术平均值法：对一点数据连续采样多次（可取3～5次），以平均值作为该点的采样结果。这种方法可以减少系统的随机干扰对采集结果的影响。 ② 比较舍取法：对每个采样点连续采样几次，根据所采样数据的变化规律，确定取舍办法来剔除偏差数据。例如，“采三取二”，即对每个采样点连续采样三次，取两次相同数据作为采样结果。 ③ 中值法：对一个采样点连续采集多个信号，并对这些采样值进行比较，取中值作为该点的采样结果。 （3）．程序运行失常的软件对策 程序运行失常：当系统受到干扰侵害，致使程序计数器PC值改变，造成程序的无序运行，甚至进入死循环。 程序运行失常的软件对策：发现失常状态后，及时引导系统恢复原始状态。可采用以下方法： （1）程序监视定时器（Watchdag，WDT）技术 程序监视定时器（也称为“看门狗” ）的作用：通过不断监视程序每周期的运行事件是否超过正常状态下所需要的时间，从而判断程序是否进入了“死循环”，并对进入“死循环”的程序作出系统复位处理。 “看门狗”技术：可由硬件、软件或软硬结合实现。 ① 硬件“看门狗”可以很好地解决主程序陷入死循环的故障，但是，严重的干扰有时会出现中断关闭故障使系统无法定时“喂狗”，无法探测到这种故障，硬件“看门狗”电路失效。 89S51看门狗功能的使用方法 　　 在ATMEL的89S51系列的89S51与89C51功能相同。指令兼容。HEX程序无需任何转换可以直接使用。89S51只比89C51增加了一个看门狗功能。89S51的其它功能可以参见89C51的资料。 　　看门狗具体使用方法如下： 　在程序初始化中向看门狗寄存器（WDTRST地址是0A6H）中先写入01EH，再写入0E1H。即可激活看门狗。 Org 0000 Ljmp begin Begin: Mov 0A6H,#01EH ;先送1E Mov 0A6H,#0E1H ;后送E1 ；在程序初始化中激活看门狗。 …… …… For: …… Mov 0A6H,#01EH ;先送1E Mov 0A6H,#0E1H ;后送E1 ;喂狗指令 …… Ljmp for 注意事项： 1． 89S51的看门狗必须由程序激活后才开始工作。所以必须保证CPU有可靠的上电复位。否则看门狗也无法工作。 2． 看门狗使用的是CPU的晶振。在晶振停振的时候看门狗也无效。 3． 89S51只有14位计数器。在16383个机器周期内必须至少喂狗一次。而且这个时间是固定的，无法更改。当晶振为12M时每16个毫秒需喂狗一次。还可以利用定时器把看门狗的喂狗时间延长几秒至几分钟。 * * 第六章 智能仪器可靠性与抗干扰技术 第一节 可靠性概述 第二节 可靠性设计 第三节 智能仪器干扰源分析 第四节 抑制电磁干扰的主要技术及应用 第一节 可靠性概述 可靠率是指在规定条件下和规定时间内智能仪器完成所规定任务的成功率。 R(t)= S(t)/N 失效率也称瞬时失效率或称故障率，是指智能仪器运行到t时刻后单位时间内发生故障的智能仪器台数与t时刻完好智能仪器台数之比。 λ(t)= N[R(t)-R(t+Δt)]/ NR(t)? Δt 或 λ=γ/T γ:仪器失效数；T：仪器运行台数与其运行时间的乘积 一、可靠性的基本概念 早期故障期 耗损故障期 偶然故障期 λ(t)(失效率) 使用寿命 规定的失