微控制器抗干擾技術簡介

用於生產現場的微控制器應用系統，易受各種干擾侵襲，直接影響到系統的可靠性。因此，應用系統的抗干擾設計已經成為設計人員關注的重要課題。由於各應用系統所處環境不同，面臨的干擾源也不同，相應採取的抗干擾措施也不盡相同。

在計算機應用系統的設計中，主要考慮以下各方面的問題：

1、切斷來自電源的干擾，對微機系統危害最嚴重的干擾**於電源汙染。由於任何電源及輸電線路都存在內阻和分布電容、電感等，正是這些因素引起了電源的雜訊干擾。解決的方法是：

採用交流穩壓器來保證供電的穩定性，防止電源系統的過壓和欠壓；利用低通濾波器濾去高次諧波以改善電源波形；採用隔離變壓器，雙層遮蔽（初、次級遮蔽）措施來減少分布電容，提高系統抗共模干擾能力；在有條件的情況下，還可採用分散獨立功能塊供電和干擾抑制器，均有利於切斷來自電源的干擾。

2、切斷來自感測器、各功能模組部分的干擾。採取的措施有：模擬電路通過隔離放大器進行隔離；數位電路通過光電藕合器進行隔離；模擬地和數字地分開；或採用提高電路共模抑制比等手段。

3、在應用系統的長線傳輸中，採用雙絞線做傳輸線能有效的抑制共模噪場及電磁場干擾。但應注意必需對傳輸線進行阻抗匹配，以免產生反射，使訊號失真。

4、對空間干擾（來自於系統內部和外部的電磁場**路、導線、殼體上的輻射、吸收與調製）的抗干擾設計主要考慮地線設計、系統的遮蔽與布局設計。

5、地線設計是乙個很重要的問題。在微機應用系統中，地線結構大致有系統地、機地（遮蔽地）、數字地、模擬地等。在設計時，數字地和模擬地要分開，分別與電源端地線相連；當系統工作頻率小於1mhz時，遮蔽線應採用單點接地；當系統工作頻率在1m~10mhz時，遮蔽線應採用多點接地。

6、在印刷電路板設計中，要將強、弱電路完全分開，盡量不要把它們設計在一塊印刷電路板上；電源線走向應盡量與資料傳遞方向一致；接地線應盡量加粗，在印刷電路板的各個關鍵部位應配置去藕電容。

7、對系統中用到的元器件要進行篩選，要選擇標準化以及互換性好和器件或電路。對硬體電路存在的故障可通過常規的電平檢測、訊號檢測或編制自診斷程式來加以診斷。

8、電路設計時要注意電平匹配。如ttl「1」電平是2.4~5伏，「0」電平是0~0.

4伏；而cmos輸入「1」電平是4.99~5伏，「0「電平是0~0.01伏。

因此，當cmos器件接受ttl輸出時，其輸入端就要加電平轉換器或上拉電阻，否則，cmos器件就會處於

不確定狀態9、微控制器進行擴充套件時，不應超過其驅動能力，否則將會使整個系統工作不正常。如果要超負載驅動，則應加上匯流排驅動器，如74ls244、74ls245等10、cmos電路不使用的輸入端不允許浮空。否則會引起邏輯電平不正常，易接受外界干擾產生誤動作。

在設計時可根據實際情況，將多餘的輸入端與正電源或地相連線11、軟體的抗干擾設計，是應用系統抗干擾設計的乙個重要組成部分。在許多情況下，應用系統的抗干擾不可能完全依靠硬體來解決。而對軟體採取抗干擾設計，往往成本低，見效快，起到事半功倍的效果在實際情況中，針對不同的抗干擾後果，採取不同的軟體對策。

在實時資料採集系統中，為了消除感測器通道中的干擾訊號，可採用軟體數字濾波，如算術平均值法、比較舍取法、

中值法、一階遞推數字濾波法等；在開關量控制系統中，為防止干擾進入系統，造成各種控制條件、輸出控制失效誤，可採取軟體餘、設定當前輸出狀態寄存單元、自檢程式等措施；

為防止pc失效控，造成程式「亂飛「而盲目執行，可設定軟體當前輸出狀態寄存單元、自檢程式等措施；也可設定軟體「監視跟蹤定時器」來監視程式執行狀態，也可在非程式區設定軟體陷阱，強行使程式回到復位狀態。用硬體設定watchdog電路強制系統返回也是一種常用的方法。