单片计算机系统抗干扰的软件途径

对于研制微机工控系统的科技人员而言，系统自身及应用环境产生的各种电磁噪声信是普遍的困扰因素。许多应用系统在进行仿真调试和实验室内的联机试运行时都是成功的，然而一旦进入现场使用，系统则会产生预料以外的误动作或误显示，严重时甚至导致前期研制成果基本失效，浪费了宝贵的时间和人力物力。因此，如何在系统研制的过程中对干扰源进行正确的分析，如何提高系统各部分及整体抗电磁干扰的能力，已经日益引起人们的高度重视。以往对于电磁干扰的抑制主要侧重于采取硬件措施，例如电磁隔离、去耦滤波、噪声补偿、CPU“看门狗”等。

笔者在研制数控设备的过程中对单片机受到的常见干扰进行了试验分析，采用了相应的软件抑制及补偿措施，室内模拟噪声测试和现场使用均证明了这些方法的有效性。

1 单片机的各部分对干扰信号的反应

单片机属于数字系统，各逻辑元件都有相应的阈电平和噪声容限，外来噪声只要不超过逻辑元件的容限值，整个系统就能维持正常。然而一旦侵入系统的噪声超过了某种容限，此干扰信号就会被逻辑器件放大、整形，成为产生误动作的重要原因。倘若干扰改变了触发器或存储器的信息，则在噪声消失后系统也不能恢复正常运行。因此，在分析计算机系统受干扰的原因时，应当注意其对噪声信号的存储或滞留特性。

我们借鉴美国电器制造商协会（NEMA）提出的工控微机抗扰度试验标准，将放电干扰电压提高到2kV,检测常用的MCS-51系列芯片各部分的超常抗扰受扰结果，以分析确定相应的软件对策。试验原理及触点的放电波形、电缆感应的干扰电流波形分别如图1～图3所示，试验时将图1中剩余的电缆芯线分别接到集成电路的受试引脚上，每次干扰试验持续6min。