单片机软硬件抗干扰.pptVIP

6.7 抗干扰设计 图1 光电耦合器符号 图2 光电隔离技术 图3 光电耦合器的隔离电路和电平转换电路 图4 典型系统监控电路(a)? MAX705/706/813L系统监控电路； 图5 MAX703~709的复位输出时序 图6 MAX705/706/813L“看门狗”定时器时序 3) 设置自检程序 设置自检程序可在上电复位后及程序中间的某些点上插入自检，并显示、报警异常点，或自动关闭故障部分。单片机应用系统需要自检的部件有EPROM、RAM、I/O口等。EPROM进行自检的方法是奇偶校验。RAM自检的方法是交替写1和0并读出，形成AAH或55H的校验板模式。I/O口自检通常应预留自检口，这些自检口可成对相互连接或成对接VCC与地。例如，8155的PC7接VCC，PC3接地，读PC3，PC7，判断是否为0，1；PB7与PA7对接，在PA7口先后输出0和1，再从PB7口读入，即可判断I/O端口的读/写是否正确。 3．程序运行失常的软件抗干扰措施 单片机应用系统引入强干扰后，程序计数器PC的值可能被改变，因此会破坏程序的正常运行，被干扰后的PC值是随机的，这将导致程序飞出，即程序偏离正常的执行顺序。PC值可能指向操作数，将操作数当做指令码执行，并由此顺序地执行下去；PC值也可能超出应用程序区，将未使用的EPROM区中的随机数当作指令码执行。这两种情况都将使程序执行一系列非预计、无意义、不受控的指令，会使输出严重混乱，最后多由偶然巧合进入死循环，系统失去控制，造成所谓“死机”。 为了防止程序飞出及“死机”，人们研制出各种办法，其基本思想是发现失常状态后及时引导程序恢复原始状态。 * 单片机应用系统设计与开发 6.7.1 电源、地线、传输干扰及其对策 1．电源干扰及其对策 现在的单片机应用系统大都使用市电，在工业现场中，由于生产负荷的变化，大型用电设备的启动、停止，如大电机、电梯、继电器、照明灯、电焊机等，往往造成电源电压的波动，有时还会产生幅度在40～5000 V之间的高能尖峰脉冲。它对系统的危害性最为严重，很容易使系统造成“飞程序”或“死机”。抗干扰的对策除了“远离”这些干扰源以外，还可以采用专用的抗尖峰干扰抑制器。对于要求更高的系统，可采用不间断电源（Uninterrupted Power Supply），简称UPS电源。 单片机应用系统需要的直流电源一般都是由交流电源变换来的，这一变换过程也可能存在着波动和干扰。为了消除直流电源的干扰，可采取以下措施： (1) 采用集成稳压块单独供电； (2) 使用直流开关电源； (3) 使用DC-DC变换器。 2．地线干扰及其对策 在单片机应用系统中，接地是否正确，将直接影响到系统的正常工作。这里包含两方面的内容，一是接地点是否正确，一是接地是否牢固。前者用来防止系统各部分的窜扰，后者用以防止接地线上的压降。 单片机应用系统及智能化仪器仪表中的地线主要有以下几种： (1) 数字地，即系统数字电路的零电位。 (2) 模拟地，是放大器、A/D转换器输入信号及采样/保持器等模拟电路的零电位。 (3) 信号地，是传感器的地。 (4) 功率地，指大电流网络部件的零电位。 (5) 交流地，50 Hz交流市电的地，它是噪声地。 (6) 直流地，即直流电源的地线。 (7) 屏蔽地，为防止静电感应和电磁感应而设计的，有时也称机壳地。 下面介绍几种常用的接地方法。 1) 一点接地和多点接地的应用 通常，频率小于1 MHz时，可采用一点接地，以减少地线造成的地环路；频率高于10 MHz时，应采用多点接地，以避免各地线之间的耦合；当频率处于1~10 MHz之间时，如采用一点接地，其地线长度不应超过波长的1/20，否则应采用多点接地。 2) 数字地和模拟地的连接原则 在单片机应用系统中，数字地和模拟地必须分别接地，即使是一个芯片上有两种地（如A/D、D/A、S/H），也要分别接地，然后仅在一点处把两种地连接起来，否则数字回路通过模拟电路的地线再返回到数字电源，将会对模拟信号产生影响。 3) 印刷电路板的地线分布原则 为了防止系统内部地线干扰，在设计印刷电路板时应遵循下列原则： (1) TTL