電子清紗器智能化中的抗千擾設計

4 抗干擾措施
紡織工業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境惡劣。為了增強系統(tǒng)的可靠性，通過軟硬件的方法對現(xiàn)場的干擾進行了有效的抑制和處理。
4．1 硬件抗干擾措施
紡織工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境中，供電系統(tǒng)和空間電磁以及靜電干擾都很嚴重，因此在系統(tǒng)規(guī)劃初期，就選用了具有良好抗干擾能力的工業(yè)級板卡和芯片。內(nèi)建終端電阻保證了數(shù)據(jù)的完整性，具有光電隔離(2 kV)和浪涌保護(25 kVESD)功能，為系統(tǒng)在惡劣的工業(yè)環(huán)境下運行提供了可靠保證；從機通信驅(qū)動芯片選用有完全絕緣接口的MAXl480E，這對于傳輸總線上的高壓尖峰信號和可能受到的靜電沖擊(紡織車間這種干擾很嚴重)具有很好的抑制作用；為防止干擾引起從機死循環(huán)，采用看門狗復位電路，使從機程序恢復正常運行；通信線纜選用屏蔽雙絞線纜，以上選用的硬件有效地抑制了系統(tǒng)中輸入信號和現(xiàn)場電磁的干擾。
4．2 軟件抗干擾措施
任何系統(tǒng)采用了硬件抗干擾措施后，并不能保證系統(tǒng)的萬無一失，而必須采用硬件抗干擾和軟件抗干擾相結(jié)合的方法。
(1)液晶抗干擾設計
在實際使用中，由于液晶屏是CMOS器件系統(tǒng)，容易受到外界的干擾而造成花點、花屏甚至死機的現(xiàn)象，而此時單片機卻沒有死，從而影響系統(tǒng)的正常運行。我們主要通過以下幾個方面的設計來防止這種現(xiàn)象的發(fā)生：
首先，對于花點現(xiàn)象，通過觀察發(fā)現(xiàn)，干擾點通常都在最后一次寫液晶數(shù)據(jù)的位置后面，其原因是寫完液晶數(shù)據(jù)后，光標寄存器自動加1指向下一個位置，此時若受到干擾，就會在這個位置上出現(xiàn)花點。根據(jù)這個原因，設計液晶程序時每寫完一個正常顯示數(shù)據(jù)，就將液晶光標指向屏幕看不到的數(shù)據(jù)區(qū)，這時即使有干擾數(shù)據(jù)，干擾點也不會出現(xiàn)在顯示界面上，這樣就大大減少了在顯示屏幕上產(chǎn)生干擾花點的幾率。
其次，對于花屏現(xiàn)象，觀察發(fā)現(xiàn)此時液晶并沒有死機，但是它的顯示參數(shù)由于寫控制字時受干擾被修改了。因此，在程序設計中每次刷新屏幕數(shù)據(jù)時，都重新設定顯示參數(shù)。這樣，即使液晶受干擾花屏，系統(tǒng)也會在較短的時間內(nèi)重新糾正，從而保證系統(tǒng)的正常運行。
最后，對于液晶死機現(xiàn)象，系統(tǒng)就必須對它進行復位，設計中將液晶的復位引腳連到單片機的I／O口上。通過I／O口的操作對它復位，但問題的關(guān)鍵是如何知道液晶死機了。對于這個問題，我們在程序設計中安排對液晶的周期性監(jiān)測，具體就是對液晶寫個特殊數(shù)據(jù)然后讀這個數(shù)據(jù)。如果正確，表明系統(tǒng)運行正常；否則，便認為液晶死機
了。為保證不至于受干擾而誤復位，程序設計中只有監(jiān)測到連續(xù)10次讀寫錯誤時才認為液晶確實死機了。
具體實現(xiàn)程序如下：

(2)可編程芯片的抗干擾設計
系統(tǒng)中如果設計有可編程芯片，則這類芯片也容易受到干擾而被復位，但通常這類芯片復位后都需要初始化才能正常工作。因此，一旦這類芯片受到干擾復位后，就無法進行正常的工作了，而單片機卻不會因此死機，所以同樣會影響系統(tǒng)的正常運行。
在實際運用中，可編程芯片的復位不直接與系統(tǒng)復位連接，而由單片機的I／0口操作。系統(tǒng)正常運行時周期性地監(jiān)測芯片的固定輸出口，如果發(fā)現(xiàn)輸出口不是實際要求的信號，就對芯片復位并初始化。例如，8255正常工作時讓PB口的一個口線輸出低電平，一旦芯片受干擾復位，該口線就會為高。根據(jù)這一變化就可以判斷8255是否工作正常。
具體實現(xiàn)程序如下：

(3)通信抗干擾設計
現(xiàn)場的干擾將會直接影響從機的運行狀況，為了使這種干擾的影響減少，針對從機USART 8251芯片不具備地址幀和數(shù)據(jù)幀區(qū)分的現(xiàn)狀，制定了較為完備的通信協(xié)議。數(shù)據(jù)包中含有的幀頭／幀尾、數(shù)據(jù)流向標志、從機地址、雙幀長和校驗字等信息，為主從機準確判斷數(shù)據(jù)包的完整性和正確性提供了可靠保證。
(4)RAM數(shù)據(jù)抗干擾設計
為了保護從機系統(tǒng)中的有效數(shù)據(jù)，在單片機系統(tǒng)中對片外RAM和外部擴展芯片(如8255、8279等)的地址做了統(tǒng)一規(guī)劃。片外RAM單元采用16位地址，同時用P2．7做片外RAM的片選信號，而外部擴展芯片則采用8位地址。這樣，在程序中對外部擴展芯片操作時，就可以利用對P2．7的控制，有效地保護RAM中的重要數(shù)據(jù)。