集中式智能電表的抗干擾設(shè)計

智能電表要求長年連續(xù)地掛網(wǎng)運行，如果不采取有效的抗干擾措施，當遭遇到較強的干擾信號時，其性能的可靠性與運行的安全性均會降低，為此我們總結(jié)了以下抗干擾方面的措施。

硬件抗干擾設(shè)計
電量信號的采集和輸出部分采用光電耦合器，光電耦合器的一次側(cè)和二次側(cè)是電絕緣的，因此對地電位差干擾有很強的抑制能力，同時也具有很強的抑制電磁干擾的能力。電源在向系統(tǒng)提供電能的同時，也會把干擾噪聲直接由供電端加在控制電路上，而單片機的復(fù)位線、中斷線等控制線，最易受到這種外界噪聲的干擾，因此必須采取一定措施來加以抑制、消除這種干擾。具體方法為：加屏蔽罩、隔離變壓器、磁環(huán)和π形濾波電路等，但這些只能使干擾脈沖的數(shù)量和幅度有所減少，難以從根本上解決。所以，還必須使用象MAX691A之類的單片機專用電源監(jiān)控芯片，以提高敏感器件的抗干擾能力。

軟件抗干擾設(shè)計
本系統(tǒng)采取的軟件抗干擾措施如下：
(1)對輸入信號采用電平檢測而非邊沿檢測，以減少各種隨機干擾脈沖的影響。
(2)對重要的狀態(tài)寄存單元備份，當系統(tǒng)狀態(tài)受干擾破壞后，能及時查詢備份寄存單元的信息，進行狀態(tài)糾正。
(3)電量數(shù)據(jù)存放之前，對其進行校驗，以保證數(shù)據(jù)的正確性。
(4)電量數(shù)據(jù)在6264和2465中都采取多址存放，互為備份，以確保萬無一失。
(5) 設(shè)置自檢程序，在某些內(nèi)存單元設(shè)置狀態(tài)標志，在開機運行后，對其進行監(jiān)測，保證信息存儲、傳輸、運算的高可靠性。
(6) 插入空操作指令：在比較條件轉(zhuǎn)移指令、絕對轉(zhuǎn)移指令、中斷、堆棧指令前，以及數(shù)據(jù)表格后，插入空指令，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
(7) 當程序運行失常，發(fā)生諸如：程序“跑飛”、數(shù)據(jù)區(qū)和工作寄存器中的數(shù)據(jù)遭到破壞,采取措施如下：
(a) 設(shè)置監(jiān)視跟蹤定時器
因本系統(tǒng)設(shè)計有CPU安全監(jiān)控電路，所以可通過使用MAX691A的定時中斷即看門狗(Watchdog)來監(jiān)視程序的運行。只要程序正常運行，定時器就不會出現(xiàn)定時中斷。而當程序運行失常，因“跑飛”等原因不能對WDI進行及時刷新時，看門狗定時器就會引發(fā)崩潰復(fù)位。
(b) 設(shè)置軟件陷阱
在程序存儲器的空白處，填滿空操作指令和長轉(zhuǎn)移指令(LJMP ERR)，來截獲跑飛的程序，最后通過軟件強制復(fù)位，使程序返回到初始狀態(tài)。在MCS-51單片機的軟件復(fù)位過程中，必須連續(xù)執(zhí)行兩次中斷返回指令RETI才能確保清除中斷標志，使系統(tǒng)恢復(fù)正常。出錯處理程序如下：
ERR:CLR EA ;   正確的軟件復(fù)位入口，關(guān)中斷
MOV 66H,#0AAH ; 重建上電標志
MOV 67H,#55H
MOV DPTR,#ERR1 ;準備第一次返回地址
PUSH DPL
PUSH DPH
RETI ;    清除高級中斷激活標志
ERR1: CLR A
PUSH ACC
PUSH ACC
RETI ;    清除低級中斷激活標志■