单片机11概述.ppt

第11章 单片机的可靠性设计与抗干扰设计 ;;11.1 单片机应用系统的可靠性设计 ;11.1.2 提高可靠性的措施 ;11.2 抗干扰的设计原则 ;11.3 硬件抗干扰的设计 ; 2．有源滤波器;11.3.2 隔离技术 ;输出控制隔离的光电耦合器电路 ;2．光电耦合器的应用 ;11.3.3 接地技术 ;2．接地的设计原则;11.3.4 单片机的自动复位与电源的监测技术;2．采用MAX813L构成的自动复位与电源监测电路 ;11.4 软件抗干扰的设计 ;11.4.3 看门狗技术 ;1）程序监视定时器（Watchdog，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。 ;例如： 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。 ; ② 软件“看门狗” 可以保证对中断关闭故障的发现和处理，但若单片机的死循环发生在某个高优先级的中断服务程序中，软件“看门狗”也无法完成其作用。 ③ 利用软硬结合的“看门狗”组合可以克服单一“看门狗”功能的缺陷，从而实现对故障的全方位监控。 （2）设置软件陷阱 软件陷阱：指将捕获的“跑飞”程序引向复位入口地址0000H的指令。 设置方法： ① 在EPROM中，非程序区设置软件陷阱，软件陷阱一般1KB空间有2～3个就可以进行有效拦截。指令如下： NOP NOP LJMP 0000H ; ② 在未使用的中断服务程序中设置软件陷阱，能及时捕获错误的中断。指令如下： NOP NOP RETI （3）指令冗余技术 指令冗余：在程序的关键地方人为插入一些单字节指令，或将有效单字节指令重写，称为指令冗余。 作用：可将“跑飞”程序拉入正轨。 设置方法：通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的NOP。这样即使程序“跑飞”到操作数上，由于空操作指令NOP的存在，避免了后面的指令被当做操作数执行，程序自动纳入正??。此外，对系统流向起重要作用的指令（如RET，RETI，LCALL，LJMP，JC等指令）之前也可插入两条NOP指令，确保这些重要指令的执行。 ;11.4.4 数字滤波的设计 ;3．防脉冲干扰平均值滤波法 单片机应用系统经常会遇到尖脉冲干扰。干扰通常只影响个别采样点的数据，此数据与其他采样点的数据相差比较大。如果采用防脉冲干扰平均值滤波法，即对采样的N个数