单片机软硬件在数据无线传输中的抗干扰设计
）０８年第６期?总３３９期
单片机软硬件在数据无
线传输中的抗干扰设计
杨永庄１赵维康１２
（１中ｍＡ．民解放军装甲兵技术学院２长春理工大学吉林长春１３０１１７）一．．一．卞曼分差号ｊ丁＿．．一一一一．．享楚掺翼９ｊ叁一．．．一．一．享妻缔曼。＿１９９７－０７４５１２＿＿００９）０６＿－９＿１２３－０２．一．
摘要：随着单片机发展和应用领域的扩大和深入ｊ鼍其在无线传输、电子信息、通信、自动控制及计算机；
应用领域的重要性日益突出。由于无线待输环境愈ｊ，加复杂的因此单片机系统的抗干扰性能很大程度ｊ上嗣约着单片机应用系统的性能发挥。深入研究单《片机抗干扰性能．合理的使用软件、硬件抗干扰技｛术．可使系
，恢复正常．
：＋关键词：单
％函…，
１．引言
现在．随着数据无线传输技术的发展．单片机系统在，缓领域的应用越来越广泛．由于单片机系统处于无线传输这种恶劣环境中．对其可靠性要求也越来越高．因此必须采取抗干扰措施。否则难以稳定、可靠运行。单片机系统的可靠性由多种因素决定．其中系统抗干扰性能是可靠性的重要指标。在数据无线传输系统设计中．为了少走弯路和节省时间．应充分考虑并满足抗干扰性的要求．避免在设计完成后再去进行抗干扰的补救措施。往往应用现场存在着各种干扰源．对单片机应用系统的工作影响很大．在实验室里设计好的控制系统．安装调试时完全符合设计要求，而置入现场后．系统常常无法正常稳定地工作。因此，为了保证设备在实际应用中可靠地工作．从系统设计开始就必须充分考虑到对系统抗干扰性能的要求。因此．在系统设计上充分考虑抗干扰设计．提高系统的可靠性尤为重要。一般对于单片机系统而言．干扰有两种．一是来源于系统外部电磁环境和其它电气设备产生的干扰．通过传导和电磁辐射等途径影响单片机系统正常工作；二是来源于系统内部．由系统结构、制造工艺等决定以及内部元器件在工作时产生干扰．通过地址、电源线、信号线、分布电容等传输．影响系统工作状态。单片机系统抗干扰措施有硬件抗干扰技术和软件抗干扰技术．因此．一个成功的抗干扰系统是由硬件和软件相结合构成的。
２．单片机系统在数据无线传输中的硬件抗干扰技术
单片机系统在数据无线传输中硬件抗干扰的原则是消除干扰源、切断干扰侵入途径和设计低噪声电路。
ｌ、电磁干扰的抑制。单片机系统控制的数据无线传输系统一般处于强电磁场干扰的环境中．抑制强电磁干扰的主要手段就是采取屏蔽。方式有两种：一是将易干扰的电路或设备等屏蔽起来，以防接收辐射干扰：另一种是将辐射源屏蔽起来，防止辐射出干扰影响其它电路。另外，系统可以信号地不接机壳来阻断干扰电流的通路．设备内部具有辐射能力的电路要独立远置．以减少对其它电路的影响。
２、通道干扰的抑制。采用光电耦合隔离技术．在输入和输出通道上采用光电隔离器来进行信息传输是很有好处的．它将单片机系统与其他各种从电气上隔离开来．很大一部分干扰将被阻挡。
３、印制电路板的抗干扰设计。电路板是单片机系统和数据无线传输电路中器件、信号线、电源线高密度集合体。对抗干扰性能影响很大，电路板设计、布线及接地不妥可能使整个系统无法正常运行。ｆ１）印制电路板：大小要适中。过大时。印刷线条长，阻抗增加。抗噪声能力下降，成本也高；过小，散热不好。且易受干扰。尽量使用多层印制板，保证良好的接地网，减少地电位差。ｆ２１器件布置上：把相关的器件就近放置．易产生噪声的电路应尽量远离主机电路．发热量大的器件应考虑散热问题．ｇＯ驱动器件尽量靠近印制板边上放置。闭置的ｌＣ管脚不要悬空，元器件脚避免相互平行．以减少寄生耦合。如有可能。尽量使用贴片元件。ｆ３１布线：电路之间的连接应尽量短。容易受干扰的信号线要重点保护．不能与能够产生干扰或传递干扰的线路长距离平行；交直流电路要分开；对双面布线的印制电路板．应使两面线条垂直交叉．以减少磁场耦合效应。（４１接地：交流地与信号地不能共用．以减少电源对信号的干扰：数字地、模拟地分开设计，在电源端两种地线相连；对于多级电路，设计时要考虑各级动态电流，注意接地阻抗相互耦合的影响．工作频率低于ｌＭＨｚ时采用一点接地．工作频率较高时采取多点接地．接地线应尽量粗。（５）去耦电容：加去耦电容是印制电路板设计的一项常规做法。在电源输入端跨接ｌＯ～１００斗Ｆ的电解电容或钽电容，在每个集成电路芯片上安装一个０．０１灯的陶瓷电容器。可以消除大部分高频干扰。
４、供电系统抗干扰措施。（１）使用交流稳压器。可防止电网过电压、欠电压干扰，保证供电的稳定性。（２）变压器初次级用屏蔽层隔离．减少其间分布电容．提高共模抗干扰能力。（３）低通滤波器可滤去干扰带来的高次谐波。（４）整个系统采用分立式供电方式，分别对各部分进行供电。（５）采用开关电源并提供足够的功率余量。
３．单片机系统在数据无线传输中的软件抗干扰技术
单片机系统在数据无线传输中软件抗干扰的原则是：一、消除模拟输入信号的嗓声（如数字滤波技术）；二、
２００８年第６期?总３３９
程序运行混乱时使程序重人正轨的方法．本文针对后者提出了几种有效的软件抗干扰方法．
１、指令冗余。ＣＰＵ取指令过程是先取操作码，再取操作数。当Ｐｃ受干扰出现错误．程序便脱离正常轨道“乱飞”，当乱飞到某双字节指令．若取指令时刻落在操作数上，误将操作数当作操作码，程序将出错。若“飞”到了三字节指令，出错机率更大。在关键地方人为插入一些单字节指令。或将有效单字节指令重写称为指令冗余。通常是在双字节指令和三字节指令后插入两个字节以上的ＮＯＰ。这样即使乱飞程序飞到操作数上．由于空操作指令ＮＯＰ的存在，避免了后面的指令被当作操作数执行．程序自动纳入正轨。此外．对系统流向起重要作用的指令如ＲＥＴ、ＲＥＴＩ、ＬＣＡＬＬ、ＬＩＭＰ、ＪＣ等指令之前插入两条ＮＯＰ．也可将乱飞程序纳入正轨，确保这些重要指令的执行。
２、拦截技术。所谓拦截，是指将乱飞的程序引向指定位置：再进行出错处理。通常用软件陷阱来拦截乱飞的程序。因此先要合理设计陷阱．其次要将陷阱安排在适当的位置。
（１）软件陷阱的设计：当乱飞程序进入非程序区，冗余指令便无法起作用。通过软件陷阱。拦截乱飞程序．将其引向指定位置．再进行出错处理。软件陷阱是指用来将捕获的乱飞程序引向复位人Ｅｌ地址００００Ｈ的指令．通常在ＥＰＲＯＭ中非程序区填人以下指令作为软件陷阱：
ＮＯＰ
ＮＯＰ
ＵＭＰ００００Ｈ
其机器码为０００００２００００。
（２）陷阱的安排：通常在程序中未使用的ＥＰＲＯＭ空间填０００００２００００。最后一条应填人０２００００．当乱飞程序落到此区。即可自动入轨。在用户程序区各模块之间的
空余单元也可填入陷阱指令．当使用的中断因干扰而开放时．在对应的中断服务程序中设置软件陷阱．能及时捕获错误的中断。如某应用系统虽未用到外部中断１．外部中断ｌ的中断服务程序可为如下形式：
ＮＯＰ
ＮＯＰ
ＲＥＴ【
返回指令可用“ＲＥＴＩ”，也可用“ＬＪＭＰ００００Ｈ”。女Ｉ故障诊断程序与系统自恢复程序的设计可靠、完善．“ＵＭＰ００００Ｈ”作返回指令可直接进入故障诊断程序．早地处理故障并恢复程序的运行。考虑到程序存贮器冉。量．软件陷阱一般ｌＫ空间有２－３个就可以进行有效拦截３、软件“看门狗”技术。若失控的程序进入“死循环通常采用“看门狗”技术使程序脱离“死循环”。通过不检测程序循环运行时间．若发现程序循环时间超过最循环运行时间．则认为系统陷入“死循环”，需进行出销理。。看『Ｊ狗”技术可由硬件实现。也可由软件实现。在据无线传输中．严重的十扰有时会破坏中断方式控制：，关闭中断。则系统无法定时“喂狗”．硬件看门狗电路效。而软件看门狗可有效地解决这类问题。
４、输出端口抗干扰技术。由于数据无线传输时．常产生电磁脉冲．对输出信号造成影响。对输出通道的扰．可采用在程序中周期性的添加输出端口刷新指令【方法，以降低干扰。在程序指定ＲＡＭ单元．存储输出口、时应处的状态．在程序运行时根据这些ＲＡＭ单元的内：刷新Ｉ／０口。也可采用多次重复写控制命令的方式，重Ｉ周期尽量短．这样输出设备得到一个干扰还来不及响Ｊ时，正确信号到来，可以防止误动作的发生。
４．结束语
抗于扰技术是单片机系统设计过程中重要的环节．合理的使用软件、硬件抗ｆ扰技术．可使系统最大限度地避免干扰的产生和使系统恢复正常．以保证系统稳定的工作。在数据无线传输设计中，根据系统实际情况．均采用了上述相应的几种方法相结合的抗干扰措施．实践证明．上述抗干扰方法是有效的。
参考文献
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ｐ】王立莹，晋小莉．微型计算杌系统抗干扰技术Ⅱ】．现代电子技术，２００６，（５）
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Ｉ上接第１３７页ｌ四、实行民主化管理
班主任对学生的管理是一门学问．学问贵在创新。班主任要平等对待、充分信任、正确评价每一为学生，要大胆的让每一个学生参与管理。创设各种表现机会，充分调动每一个同学的积极性．形成民主管理的气氛。这可以使学生自我表现机会得到满足．产生内驱力和强烈的内心体验，收到民主激励效应．促进班级凝聚力的形成。如在班级管理中．我打破以往的惯例，实行班长轮换制度，每周选一名学生当班长．全面负责班级的日常管理。班主任则重点指导班长工作．这样每个学生即认识到班级管理的不容易．又得到了锻炼。然后我让担任过班长职务的学生坐在一起讨论还有什么好的建议和意见．学生纷纷出谋献策，为班级的管理贡献出自己的一份力量。这样便在教师和学生之间建立起了沟通的桥梁．无形中班级的凝聚力也增强了。
参考文献：
【１１林灵．增强班级凝聚力的方法．交通职业教育．２００３．０６．【２Ｊ茅爱君．增强班级凝聚力的反思．中国教师报．２００７．２．７．【３１张梅，何赣湘．如何有效增强班级凝聚力．当代教育论坛．２００５．９．
单片机软硬件在数据无线传输中的抗干扰设计
作者：杨永庄， 赵维康
作者单位：杨永庄(中国人民解放军装甲兵技术学院)， 赵维康(中国人民解放军装甲兵技术学院长春理工大学,吉林,长春,130117)
刊名：
科海故事博览·科教创新
英文刊名：KEHAI GUSHI BOLAN（KEJIAO CHUANGXIN）
年，卷(期)：2008，(6)
引用次数：0次
参考文献(3条)
1.王幸之.王雷单片机应用系统抗干扰技术 2001
2.何立民单片机应用系统设计 1998
3.王立莹.晋小莉微型计算机系统抗干扰技术[期刊论文]-现代电子技术 2006(5)
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本文链接：https://www.wendangku.net/doc/003297526.html,/Periodical_khgsbl200806124.aspx
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