第16课计算机测控系统软件抗干扰要点分析.pptVIP

* * 非EPROM区译码 7.3.2 软件陷阱技术 空间2000H~FFFFH为非应用空间，当PC落入此空间，Y0为高电平。当取指令操作时，PSEN~为低，从而引出中断。 * * 运行程序区 运行程序采用模块化结构，在模块间采用软件陷阱，程序正常运行不执行这些陷阱指令，一旦乱飞的程序落入陷阱可被拉回正常轨道。 中断服务程序区 设定定时陷阱中断服务程序，在中断服务程序中判断中断点地址，如地址是非有效的程序地址，则说明出现了程序乱飞，在中断服务程序中将乱飞的程序拉回程序复位点或故障处理程序入口。 7.3.2 软件陷阱技术 * * RAM数据保护的条件陷阱 单片机外RAM保存大量数据，数据写入是使用“MOVX @DPTR,A”指令来完成。当CPU受到干扰而非法执行该指令时，就会改写RAM中的数据，导致数据丢失。 为了减小RAM中数据丢失的可能性，可在RAM写操作之前加入条件陷阱，不满足条件不允许写操作，并进入陷阱，形成死循环。进入死循环再采用“看门狗”技术。 教材P240 7.3.2 软件陷阱技术 2011-05-06 * 7.3.3 “看门狗”技术 程序计数器PC受干扰而失控，除引起程序跑飞，也可能使程序陷入“死循环”。指令冗余技术、软件陷阱技术都无法使程序摆脱死循环。这时通常采用程序监视技术，又称“看门狗”技术（watchdog）。 “看门狗”技术的基本原理是不断监视程序循环的运行时间，若发现超过正常运行所需的时间，则认为进入死循环，将强迫程序返回初始入口（如：0000H），或出错处理程序入口。 一、硬件“看门狗”电路 1、单稳态型“看门狗”电路 * 74LS123 包括两个独立的单稳，各管脚以字头 1、2相区别。单稳输出脉冲的宽度，主要由外接的定时电阻( Rext )和定时电容( Cext )决定。单稳的翻转时刻决定于 A、B、CLR 三个输入 相与的结果，具体参见它的功能表。 7.3.3 “看门狗”技术 单稳态型“看门狗”电路 图7－3－4 单稳态“看门狗”电路 * 7.3.3 “看门狗”技术 图7－3－5 74LS123 管脚排列与功能 * 7.3.3 “看门狗”技术 图7－3－6 单稳态“看门狗”程序框图 * 7.3.3 “看门狗”技术 * * 74LS123单稳看门狗工作时序图 TW TW 1A 1Q/2A 2Q REST 进入死循环 2、计数器型“看门狗”电路 图7－3－7 计数器型“看门狗”电路 * 7.3.3 “看门狗”技术 3、采用微处理器监控器实现“看门狗”功能 * 7.3.3 “看门狗”技术 为了保证微处理器稳定而可靠运行，须配置电压监控电路；为实现掉电数据保护，需备用电池及切换电路；为了是微机处理器尽快摆脱因干扰而陷入的死循环，需要配置“看门狗”电路，如MAX705/706/813L具备“看门狗”定时器功能。 二、软件“看门狗”技术 * 7.3.3 “看门狗”技术 严重的现场干扰可能破坏中断控制字，导致中断关闭，而在主程序循环中硬件看门狗技术无法解决此类干扰。 这样就出现了依靠软件定时中断对程序进行监控的软件“看门狗”。 * 7.3.3 “看门狗”技术 软件“看门狗”的思路： 主程序循环监控定时器T0中断，定时器T0监控T1中断，T1中断监控主程序。这种相互依存相互制约的抗干扰措施使系统运行可靠性大大提高。T0的优先级高于T1。 图7－3－10 主程序流程图 * 由T0修改 主程序完成系统测控功能的同时，还监视T0中断因干扰引起的中断关闭故障。A0为T0中断服务程序运行状态观测单元,T0中断一次，A0自动加1 图7－3－11 T1中断程序流程 * 由主程序清零 完成系统特定测控功能的同时，还监视主程序运行状态。在中断服务程序中设置一个主程序运行计时器M，T1每中断1次，M加1.MT进入死循环 图7－3－12 T0中断程序流程 * 监视T1中断服务程序的运行状态，程序短，受干扰机率小，T1中断1次，A1加1.T0中断级别高于T1中断，T1的任何中断故障都会因T0的中断而被检测出来。 三、软硬件结合的“看门狗”技术 * 7.3.3 “看门狗”技术 硬件看门狗技术能够监视程序陷入死循环，但对中断关闭无能为力；而软件看门狗能够监视中断关闭故障，但对高级中断陷入死循环无能为力。这样软、硬件看门狗技术相结合，将可以获得更好的抗干扰效果。 即控制转移指令… * 当乱飞程序进入非程序区（如EPROM未使用的空间）或表格区时，采用冗余指令使程序入轨条件不满足，此时可以