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電子系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研究是系統(tǒng)電磁兼容性的研究，所以單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研究本質(zhì)上是單片機(jī)系統(tǒng)電磁兼容性的研究。單片機(jī)系統(tǒng)是一種電子設(shè)備，其特點(diǎn)是高速運(yùn)算和傳輸數(shù)字邏輯信號(hào)。與電磁兼容研究中的其他電子設(shè)備相比，它具有以下特殊屬性:
第一，單片機(jī)系統(tǒng)包含數(shù)字電路和模擬電路，但以數(shù)字電路為主(包括工作在開關(guān)模式的電路)，其中二極管、集成電路、差分電路、A/D轉(zhuǎn)換電路和D/A轉(zhuǎn)換電路使用最多，它們既是干擾源又是干擾的敏感元件，尤其是MOS和D/A最敏感。
其次，在模擬電路中，瞬時(shí)干擾消失后系統(tǒng)可以恢復(fù)正常運(yùn)行，而在具有記憶功能的數(shù)字電路系統(tǒng)中，瞬時(shí)干擾過去后無法恢復(fù)，必然導(dǎo)致潛在危機(jī)。
三、脈沖干擾是抗干擾技術(shù)研究的重點(diǎn)，因?yàn)閱纹瑱C(jī)系統(tǒng)的組成主要是數(shù)字電路，傳輸脈沖信號(hào)，對脈沖干擾也很敏感。
第四，硬件法、軟件法和軟硬件結(jié)合是計(jì)算機(jī)電磁兼容設(shè)計(jì)的三種方法，其中軟件法和軟硬件結(jié)合是單片機(jī)系統(tǒng)的突出特點(diǎn)和獨(dú)創(chuàng)性。這兩種方法的前提是不損壞硬件，不干擾程序，不損壞ram中的重要數(shù)據(jù)。由于軟件存在于ROM和RAM中，所以抗干擾軟件需要通過硬件(單片機(jī)和微控制器)來控制和執(zhí)行。
1硬件抗干擾技術(shù)
硬件抗干擾技術(shù)是一個(gè)非常寬泛的問題，是單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾設(shè)計(jì)的重要途徑，包括以下幾個(gè)方面:11布線技術(shù)。
印刷電路板的設(shè)計(jì)中，強(qiáng)弱電要嚴(yán)格分開，盡量不要在一個(gè)印刷電路板上設(shè)計(jì)；電路板的方向應(yīng)盡可能與數(shù)據(jù)傳輸方向一致，接地線應(yīng)盡可能厚，印刷電路板的所有關(guān)鍵部位應(yīng)配置去耦電容。
1.2接地技術(shù)
接地是電子設(shè)備中一個(gè)非常重要的問題。有三個(gè)接地目的:
(1)接地使整個(gè)電路系統(tǒng)中的所有單元電路都有一個(gè)共同的參考零電位，保證電路系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。
(2)防止外部電磁場的干擾。將外殼接地可以使外殼上因靜電感應(yīng)而積累的大量電荷通過大地放電，否則這些電荷形成的高壓可能會(huì)引起設(shè)備內(nèi)部的火花放電，造成干擾。此外，對于電路的屏蔽體，如果選擇合適的接地，可以獲得良好的屏蔽效果。
(3)保證安全工作。當(dāng)工頻交流電源的輸入電壓因絕緣不良或其他原因直接與外殼連通時(shí)，可避免操作人員觸電事故。
1.3屏蔽技術(shù)
屏蔽是兩個(gè)空間區(qū)域之間的金屬隔離，控制電場、磁場和電磁波從一個(gè)區(qū)域到另一個(gè)區(qū)域的感應(yīng)和輻射。具體來說，組件、電路、組件、電纜或整個(gè)系統(tǒng)被屏蔽體包圍，以防止它們受到外部電磁場的影響。
1.4切斷電源干擾
采用交流穩(wěn)壓器，保證供電穩(wěn)定，防止供電系統(tǒng)過壓欠壓；利用低通濾波器消除高次諧波，改善功率波形；采用隔離變壓器和雙層屏蔽措施，減小分布電容，提高系統(tǒng)抗共模干擾能力。
在DXH-120自動(dòng)包裝機(jī)的控制系統(tǒng)中，為提高硬件抗干擾能力，采取了以下措施。
(1)在MAX7219的硬件設(shè)計(jì)中，引腳18和引腳19之間的電阻RSET是必需的。為了將峰值電流引起的紋波降至最低，在+5V和GND之間連接一個(gè)中頻和0.1/中頻電容，并盡可能靠近芯片。
(2)2)max7219芯片應(yīng)靠近LED顯示屏放置，接線盡量短，以盡量減小引線電感和電磁干擾。
(3)當(dāng)MAX7219芯片與單片機(jī)距離較遠(yuǎn)時(shí)，為了防止高頻干擾，數(shù)據(jù)傳輸?shù)念l率應(yīng)較低，在CLK時(shí)鐘輸入引腳和LOADlock輸入引腳與GND之間應(yīng)連接一個(gè)lOOOpF陶瓷片電容。
(4)MAX7219采用三線串行數(shù)據(jù)傳輸。當(dāng)單片機(jī)與它之間的距離較遠(yuǎn)時(shí)，可以使用光電耦合器傳輸數(shù)據(jù)，這將大大提高系統(tǒng)的抗干擾性能。
2軟件抗干擾技術(shù)
2.1單片機(jī)控制系統(tǒng)軟件的基本要求
軟件的可靠性往往被忽視，但由于單片機(jī)工作環(huán)境的干擾日益嚴(yán)重，必須重視軟件的可靠性。除了可靠性、易于理解、易于維護(hù)、準(zhǔn)確和可測試之外，單片機(jī)控制系統(tǒng)本身也提出了以下要求:
(1)容錯(cuò)。由于單片機(jī)控制系統(tǒng)的環(huán)境比較惡劣，往往會(huì)有環(huán)境溫度、電場、磁場等干擾源。，這使得數(shù)據(jù)收集不可靠、控制失敗或程序運(yùn)行異常。當(dāng)這些錯(cuò)誤或故障發(fā)生時(shí)，軟件應(yīng)該能夠從錯(cuò)誤或故障中恢復(fù)而不受影響，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。
(2)實(shí)時(shí)。實(shí)時(shí)是控制系統(tǒng)的一般要求，要求系統(tǒng)及時(shí)響應(yīng)外部事件，及時(shí)給出處理結(jié)果。隨著電子技術(shù)的飛速發(fā)展，硬件的集成度和速度也在不斷提高。因此，需要編寫相應(yīng)的軟件來滿足實(shí)時(shí)性要求。在應(yīng)用程序設(shè)計(jì)中，匯編語言比高級語言更具有實(shí)時(shí)性。
(3)足夠的時(shí)間裕度。時(shí)序是編程中必須考慮的問題。寫程序時(shí)，不僅時(shí)序要正確，還要有足夠的時(shí)序余量。
2.2軟件抗干擾技術(shù)
干擾可能對單片機(jī)系統(tǒng)造成如下后果:數(shù)據(jù)采集誤差增大，程序失控或陷入無限循環(huán)。軟件抗干擾技術(shù)的突出優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，易于修改。常用的軟件抗干擾方法有:
(1)設(shè)置指令冗余。如果干擾信號(hào)已經(jīng)以某種方式作用于CPU，CPU就無法按照正常狀態(tài)執(zhí)行程序，造成混亂。也就是說，程序“跑偏”后，經(jīng)常會(huì)有一些操作數(shù)作為指令代碼執(zhí)行，造成整個(gè)程序的混亂。所謂“指令冗余”，就是在一些關(guān)鍵的地方連續(xù)安排三個(gè)空的操作指令NOP。當(dāng)程序失控時(shí)，只要指令連續(xù)執(zhí)行不跳轉(zhuǎn)，就會(huì)運(yùn)行NOP指令，使程序恢復(fù)正常。
(2)設(shè)置軟件陷阱。使用“指令冗余”將“失控”程序恢復(fù)正常是有條件的。首先，“失控”程序必須落入程序區(qū)，然后必須執(zhí)行設(shè)置的冗余指令。如果“失控”程序落入非程序區(qū)，或者在冗余指令執(zhí)行前已經(jīng)形成無限循環(huán)，“指令冗余”措施不能使“失控”程序恢復(fù)正常。此時(shí)，可以采用另一種軟件抗干擾措施，即軟件陷阱。用LJMP0000H的機(jī)器碼填充非程序區(qū)。這樣無論P(yáng)C失控后飛到非程序區(qū)哪個(gè)字節(jié)都可以復(fù)位。
(3)設(shè)置看門狗。如果“失控”的程序陷入暫時(shí)的無限循環(huán)，多余的指令和軟件陷阱將無能為力。將程序從無限循環(huán)恢復(fù)到正常狀態(tài)的有效方法是設(shè)置一個(gè)時(shí)間監(jiān)視器，通常稱為“看門狗”。時(shí)間顯示器有兩種:一種是硬時(shí)鐘；其次是軟時(shí)鐘。硬時(shí)鐘是CPU之外的硬件組成的定時(shí)器。軟時(shí)鐘使用片內(nèi)定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，計(jì)時(shí)時(shí)間比正常執(zhí)行一個(gè)程序周期所需的時(shí)間長。軟鐘和硬鐘各有特點(diǎn)。軟時(shí)鐘不需要增加硬件電路，而是占用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器。硬時(shí)鐘不占用系統(tǒng)資源，反而增加硬件電路和材料成本。
3結(jié)論
解決干擾問題主要有兩種途徑:一是切斷干擾路徑或減少干擾的影響，二是增強(qiáng)系統(tǒng)本身的抗干擾能力。本文從兩個(gè)方面總結(jié)了DXH—120自動(dòng)包裝機(jī)抗干擾設(shè)計(jì)的基本方法。

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