新闻中心

EEPW首页 > 电源与新能源 > 设计应用 > 单片机系统软件抗干扰策略在通信电源中的应用

单片机系统软件抗干扰策略在通信电源中的应用

作者:时间:2012-02-14来源:网络收藏
1 引言

  单片机构成的监控系统广泛应用在工业自动化装置、生产过程控制和仪器仪表等各个领域。单片机应用于工业环境时,工作场所不仅有弱电设备,而且有更多的强电设备;不仅有数字电路,而且有许多模拟电路,形成一个强电与弱电、数字与模拟共存的局面。高速变化的数字信号有可能形成对模拟信号的干扰。此外,在一些强电设备,如:中往往还有电感、电容等储能元件,当电压、电流发生剧烈变化时就会形成瞬变噪声干扰。瞬变噪声频谱宽、能量大,对电子器件的危害很大,也是导致设备故障停机的主要原因。
由于单片机应用环境往往比较恶劣,干扰严重,这就要求单片机应用系统既有较强的抗干扰能力。尽管我们采取了硬件抗干扰措施,但由于干扰信号产生的原因很复杂,且具有很大的随机性,难免保证系统完全不受干扰。因此,通常在硬件抗干扰措施的基础上,采用软件抗干扰技术加以补充,作为硬件措施的辅助手段。


2 干扰信号对单片机各部分的影响

  单片机属于数字系统,各逻辑部分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,系统就能正常运行。然而一旦侵入系统的噪声超过了容限,干扰就会被逻辑器件放大、整型,于是产生误动作。假如干扰改变了触发器或存储器的信息,即便干扰消除了,系统也无法恢复正常运行。

  (1)运算部件和控制器

  CPU属高速数字器件,其中容易受到干扰的有运算部件和控制器。运算部件实现数据的各种运算、处理和传送操作,而控制器时单片机的神经中枢。噪声的存在有可能导致CPU错误地执行指令、控制寄存器中的数据被改写,从而产生误动作或得到错误的结果,甚至引起系统瘫痪。

  (2)程序计数器PC

  受干扰后最典型的故障是程序计数器PC的状态被破坏,导致程序无法按正常的顺序执行,在地址空间内“乱飞”,结果往往时陷入“死循环”。因此,程序计数器PC属于重点防范对象,它出错时必须尽可能早地发现并采取补救措施。

  (3)特殊功能寄存器SFR

  SFR对CPU非常重要,它实质上是一些具有特殊功能的RAM单元,包括各种I/O寄存器、片内部件工作方式寄存器,以及堆栈指针、数据指针等。SFR传递数据的速率非常高,能够与CPU的运行密切配合。若某个SFR被干扰信号改写,则意味着程序运行结果异常,轻则改变单片机内各部件的操作控制,重则导致整个系统的输出紊乱,引发故障甚至安全事故。因此,对于与程序有关的SFR内容必须提供及时有效的保护。

(4)各类存储器MEMORY
单片机的存储器包括片内存储器和片外扩展存储器。其中,程序存储器(EEPROM或EPROM或FLASH)的抗干扰性能最好,CPU内部的数据存储器(片内RAM)抗干扰性能也较好,而片外扩展数据存储器(片外RAM)的抗干扰性能就相对较差。因此,在干扰信号较强的环境中运行的单片机,其较持久和重要的数据应当保存在片内RAM中,在扩展RAM中只宜保存临时数据,否则应当采用软件措施在应用程序中进行数据恢复。



上一页 1 2 3 4 下一页

评论


相关推荐

技术专区

关闭