單片機(jī)技術(shù)中的軟硬件防干擾方法

　　根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，用軟件方法抑制信號(hào)通道干擾很有效，下面就這個(gè)范圍介紹幾種軟件抗干擾的方法。

　　4.1數(shù)據(jù)采集干擾抑制方法

　　進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集時(shí)，為了消除傳感器通道中的干擾信號(hào)，有三種常用濾波方法。

　　(1)算術(shù)平均算法。對(duì)一點(diǎn)數(shù)據(jù)連續(xù)采樣多次，以其平均值作為該點(diǎn)采樣結(jié)果。這樣做可以減少系統(tǒng)的隨機(jī)干擾對(duì)采樣結(jié)果的影響，多次采樣一般取3～5次平均即可。

　　(2)比較取合法。當(dāng)測(cè)控系統(tǒng)測(cè)量結(jié)果的個(gè)別數(shù)據(jù)存在偏差時(shí)，為了剔除個(gè)別誤差較大的數(shù)據(jù)，可采用此法，即根據(jù)幾個(gè)采樣點(diǎn)數(shù)據(jù)變化的規(guī)律，確定取合辦法。如：“采三取二”，就是對(duì)每點(diǎn)采樣三次，取兩次相同的為采樣結(jié)果。

　　(3)數(shù)字濾波法。該方法利用軟件完成RC低通濾波器的算法，經(jīng)常采用的二階遞推數(shù)字濾波公式為：

　　實(shí)踐證明，采用軟件濾波對(duì)消除數(shù)據(jù)采集中的誤差可以獲得滿意效果。在應(yīng)用中，究竟使用哪一種方法，要根據(jù)被采樣信號(hào)的具體變化規(guī)律進(jìn)行選擇。

　　4.2控制失常的抑制方法

　　在大量開(kāi)關(guān)量的單片機(jī)系統(tǒng)中，確保信號(hào)的正常狀態(tài)顯得尤為重要。

　　如果干擾進(jìn)入系統(tǒng)影響到控制條件時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)失控現(xiàn)象，通常可用下述兩種方法抑制。

　　(1)重復(fù)檢查法。對(duì)于開(kāi)關(guān)量、控制條件處理輸出，進(jìn)行循環(huán)采樣。若相鄰各次檢測(cè)結(jié)果在允許誤差范圍內(nèi)，則輸出控制。如超出誤差范圍，則重新檢測(cè)，直至檢測(cè)結(jié)果符合要求為止。

　　(2)設(shè)置輸出寄存單元。當(dāng)干擾侵入輸出通道使輸出狀態(tài)破壞時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致控制失常。此時(shí)應(yīng)考慮設(shè)置輸出寄存單元，在控制輸出時(shí)可及時(shí)查詢(xún)、比較寄存器單元的內(nèi)容，一旦異?？杉皶r(shí)糾正輸出狀態(tài)。

　　4.3程序盲目運(yùn)行的抑制方法

　　系統(tǒng)受到干擾時(shí)，有時(shí)PC值被改變，結(jié)果導(dǎo)致程序飛出，盲目運(yùn)行和進(jìn)人死循環(huán)。顯然，抗干擾軟件要能做到：一旦系統(tǒng)出現(xiàn)上述情況后，能自動(dòng)及時(shí)地引導(dǎo)系統(tǒng)恢復(fù)到正常狀態(tài)，以下兩種方法有效。

　　(1)設(shè)置Watchdog。Watchdog亦即跟蹤監(jiān)視定時(shí)器，利用定時(shí)器中斷功能來(lái)監(jiān)視程序的運(yùn)行狀態(tài)。具體做法為：測(cè)算好最長(zhǎng)循環(huán)程序循環(huán)一次的時(shí)間，然后定時(shí)時(shí)間的設(shè)置稍大于它。正常循環(huán)一次后，定時(shí)器重新置初值，否則定時(shí)器繼續(xù)計(jì)數(shù)，直到溢出進(jìn)入中斷。在中斷服務(wù)程序中設(shè)置PC值，迫使其跳出死循環(huán)。

　　(2)設(shè)置陷阱方法。若PC值并非進(jìn)人死循環(huán)，而是隨機(jī)“亂飛”，可設(shè)置陷阱攔截。具體做法是在所有子程序和程序快的連接處(前提是程序正常運(yùn)行時(shí)不會(huì)進(jìn)入該處)填上絕對(duì)跳轉(zhuǎn)指令，失控的PC一旦進(jìn)入該處即可捕獲，迫使其重新回到復(fù)位狀態(tài)。

　　5 結(jié)束語(yǔ)

　　實(shí)踐證明，只要對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)實(shí)行總體抗干擾設(shè)計(jì)，就可保障它在工作環(huán)境惡劣的條件下可靠運(yùn)行。