單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

(2)未使用的大片 ROM空間。對(duì)于未使用的ROM單元，正常狀態(tài)下為OFFH，程序彈飛到這一區(qū)域后，如果不受新的干擾，將順序執(zhí)行，不再跳轉(zhuǎn)。只要每隔一段區(qū)域設(shè)置一個(gè)軟件陷阱，其他單元保持為0FFH不變，就一定能捕捉到彈飛到這里的程序。

(3)程序區(qū)。程序區(qū)由一串串執(zhí)行指令構(gòu)成，當(dāng)程序執(zhí)行到LJMP，SJMP，AJMP，RET等無(wú)條件轉(zhuǎn)移類指令時(shí)，PC的值應(yīng)發(fā)生正常的跳變，此時(shí)程序不可能繼續(xù)往下順序執(zhí)行。若在這些指令后設(shè)置軟件陷阱，就可攔截彈飛到這里的程序，而又不影響正常執(zhí)行的流程。

(4)數(shù)據(jù)表格區(qū)。為了不破壞表格的連續(xù)性，可在數(shù)據(jù)表格區(qū)的尾部設(shè)置軟件陷阱。軟件陷阱安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，不影響程序執(zhí)行的效率，在E2PROM容量允許的條件下，多設(shè)置軟件陷阱有利而無(wú)害。

.3 睡眠抗干擾

有些單片機(jī)具有睡眠狀態(tài)，在該狀態(tài)下只有定時(shí)/計(jì)數(shù)系統(tǒng)和中斷系統(tǒng)處于工作狀態(tài)，這時(shí)CPU對(duì)系統(tǒng)三總線上出現(xiàn)的干擾不會(huì)作出任何反應(yīng)，從而大大降低系統(tǒng)對(duì)干擾的敏感程度。在應(yīng)用系統(tǒng)中，CPU很多情況下是在執(zhí)行一些等待指令和循環(huán)檢查程序。由于這時(shí)CPU雖沒(méi)有重要工作，卻是清醒的，很容易受干擾。可以讓CPU在非正常工作時(shí)休眠，必要時(shí)再由中斷系統(tǒng)來(lái)喚醒他，工作完再進(jìn)入休眠狀態(tài)。采用這種安排，CPU可以有60％以上的時(shí)間處于睡眠狀態(tài)，從而使CPU受到隨機(jī)干擾的威脅大大降低，同時(shí)也降低了CPU的功耗。

4看門狗技術(shù)

當(dāng)程序飛到一個(gè)臨時(shí)構(gòu)成的死循環(huán)中或PC指針落到程序存儲(chǔ)器芯片地址之外，冗余指令和軟件陷阱對(duì)此無(wú)能為力，這時(shí)系統(tǒng)將完全癱瘓。這種情況下，只有復(fù)位。MCS96和8XC552等系列單片機(jī)內(nèi)部有一個(gè)WDT監(jiān)視定時(shí)器，是一個(gè)16位的計(jì)數(shù)器，輸人為系統(tǒng)時(shí)鐘，WDT被啟動(dòng)后，開始對(duì)時(shí)鐘計(jì)數(shù)，計(jì)滿溢出時(shí)，可使RESET端出現(xiàn)適當(dāng)?shù)膹?fù)位信號(hào)，使系統(tǒng)復(fù)位，在正常情況下，為了防止WDT溢出并復(fù)位整個(gè)系統(tǒng)，可在程序中周期地用指令清WDT，當(dāng)程序受到干擾而沒(méi)有正常地定期清WDT時(shí)，WDT的溢出就會(huì)使系統(tǒng)復(fù)位，從而恢復(fù)運(yùn)行。

圖1中RST是外部復(fù)位引腳，是WDT啟動(dòng)引腳，為0時(shí)，看門狗啟動(dòng)而工作，對(duì)分頻后的脈沖計(jì)數(shù)，當(dāng)計(jì)滿溢出時(shí)，使單片機(jī)及外圍電路復(fù)位，編程時(shí)，為防止監(jiān)視定時(shí)器T3溢出，需要不斷對(duì)T3寫入。MCS51單片機(jī)內(nèi)部沒(méi)有WDT，可以由外電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，圖2是用CD4060構(gòu)成的看門狗電路。

4060計(jì)數(shù)頻率由RT，CT決定，也可外接石英晶體，設(shè)實(shí)際運(yùn)行的用戶程序所需工作周期為T0；分頻器計(jì)滿時(shí)間為T，當(dāng)T>T0且系統(tǒng)工作正常時(shí)，程序每隔T0對(duì)4060清除一次，CD4060無(wú)計(jì)滿輸出信號(hào)，如系統(tǒng)工作不正常，程序不對(duì)4060清除。分頻器計(jì)滿輸出一脈沖信號(hào)而使CPU復(fù)位。

5 結(jié) 語(yǔ)

抗干擾設(shè)計(jì)是單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)中不可缺少的重要內(nèi)容。硬件抗干擾是主動(dòng)的，而軟件抗干擾是被動(dòng)的。由于干擾環(huán)境多種多樣，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)分析具體情況，選用針對(duì)性的抗干擾措施。在工程實(shí)踐中，通常幾種抗干擾方法并用，互相補(bǔ)充完善，以確保應(yīng)用系統(tǒng)能正常運(yùn)行。