單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

(2)器件布置上：把相關(guān)的器件就近放置，易產(chǎn)生噪聲的電路應(yīng)盡量遠(yuǎn)離主機(jī)電路，發(fā)熱量大的器件應(yīng)考慮散熱問題，I/O驅(qū)動(dòng)器件盡量靠近印制板邊上放置。閉置的lC管腳不要懸空，元器件腳避免相互平行，以減少寄生耦合。如有可能，盡量使用貼片元件。

(3)布線：電路之間的連接應(yīng)盡量短，容易受干擾的信號(hào)線要重點(diǎn)保護(hù)，不能與能夠產(chǎn)生干擾或傳遞干擾的線路長距離平行；交直流電路要分開；對雙面布線的印制電路板，應(yīng)使兩面線條垂直交叉，以減少磁場耦合效應(yīng)。

(4)接地：交流地與信號(hào)地不能共用，以減少電源對信號(hào)的干擾；數(shù)字地、模擬地分開設(shè)計(jì)，在電源端兩種地線相連；對于多級(jí)電路，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮各級(jí)動(dòng)態(tài)電流，注意接地阻抗相互耦合的影響，工作頻率低于1 MHz時(shí)采用一點(diǎn)接地，工作頻率較高時(shí)采取多點(diǎn)接地，接地線應(yīng)盡量粗。

(5)去耦電容：加去耦電容是印制電路板設(shè)計(jì)的一項(xiàng)常規(guī)做法。在電源輸入端跨接10～100 μF的電解電容或鉭電容，在每個(gè)集成電路芯片上安裝一個(gè)0.01 μF的陶瓷電容器。

2.4 供電系統(tǒng)抗干擾措施

(1)使用交流穩(wěn)壓器，可防止電網(wǎng)過電壓、欠電壓干擾，保證供電的穩(wěn)定性。

(2)變壓器初次級(jí)用屏蔽層隔離，減少其間分布電容，提高共模抗干擾能力。

(3)低通濾波器可濾去干擾帶來的高次諧波。

(4)整個(gè)系統(tǒng)采用分立式供電方式，分別對各部分進(jìn)行供電。

(5)采用開關(guān)電源并提供足夠的功率余量。

3 應(yīng)用系統(tǒng)的軟件抗干擾技術(shù)

系統(tǒng)出現(xiàn)錯(cuò)誤或死機(jī)，可以通過手工復(fù)位、定時(shí)復(fù)位等方法來解決，也可以通過下面的方法來實(shí)現(xiàn)抗干擾。

3.1 在程序中插入空操作指令(指令冗余)

在程序執(zhí)行過程中， CPU受到干擾后可能會(huì)將一些操作數(shù)當(dāng)作指令碼來執(zhí)行，引起程序混亂，我們應(yīng)盡快使程序納入正軌。MCS51系列單片機(jī)指令不超過3 B，當(dāng)程序彈飛到某一單字節(jié)指上時(shí)，能自動(dòng)納入正軌。當(dāng)彈飛到某一雙字節(jié)或三字節(jié)指令上時(shí)，有可能落到操作數(shù)上，繼續(xù)出錯(cuò)。在軟件設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)多采用單字節(jié)指令，并在一些關(guān)鍵地方插入NOP指令。如在雙字節(jié)，三字節(jié)指令后面插入2條NOP指令。另外，在一些對程序流向起決定作用的指令之前插入兩條NOP指令(如RET，RETI,ACALL，LCALL，SJMP，AJMP，LJMP，JZ，JNZ，JC，JNC，JB，JNB，JBC，CJNE，DJNZ)以保證彈飛的程序迅速納入程序軌道。

3.2 采用軟件陷阱

當(dāng)CPU受干擾，造成程序彈飛到非程序區(qū)，此時(shí)軟件冗余無能為力，可在非程序區(qū)設(shè)置攔截措施，使程序進(jìn)人陷阱，強(qiáng)迫程序進(jìn)入一個(gè)指定的地址，執(zhí)行一段專門對程序出錯(cuò)進(jìn)行處理的程序，軟件陷阱由3條指令構(gòu)成，其中ERR為指定地址：
NOP
NOP
LJMP ERR

軟件陷阱常安排在下列4種地方：
(1)未使用的中斷區(qū)。當(dāng)干擾使未使用的中斷開放．并激活這些中斷時(shí)，就會(huì)引起程序混亂。如果在這些地方設(shè)置軟件陷阱，就能及時(shí)捕捉到錯(cuò)誤中斷。假如MCS51系統(tǒng)中使用3個(gè)中斷：INT0，INT1，T1，他們的中斷子程序分別在PINT0，PINT1，PT1，T0和串行口不使用中斷,中斷向量區(qū)可以設(shè)置如下：