单片机在嵌入式系统应用中的抗干扰探究.pdfVIP

网络出版时间：2012-09-21 12:30 网络出版地址：/kcms/detail/11.5527.TM1230.001.html 单片机在嵌入式系统应用中的抗干扰探究 左俊 （福建工程学院，福州 350108） 摘要：抗干扰性能是单片机在嵌入式系统应用中，判断系统可靠性的重要指 标，因此，抗干扰设计也是单片机系统研制中非常重要的一个环节。本文根据笔 者多年与单片机系统打交道的经验和工作体会，关于单片机系统常见的干扰源做 了简要的分析，然后相对应地提出了一些抗干扰措施。 关键词：单片机；嵌入式系统；干扰源；抗干扰措施 中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 (2012) 12-0000-01 一、前言 近些年，单片机系统已经渐渐地成为了工业测控系统领域中的重要部分，并 且在这些领域得到了广泛地应用。所以，单片机应用系统的抗干扰设计十分重要， 它的抗干扰性能的高低决定系统在复杂恶劣环境下的工作状况，从而决定它的使 用价值。尤其是对于一些实时控制的远距离系统，有些现场环境条件比较差，干 扰因素较多，系统不可避免地会受到来自其他电磁设备的干扰。因此，常规的抗 干扰设计很难保证系统正常运行。下面就常见的干扰源和抗干扰措施做简要的阐 述。 二、常见的单片机嵌入式系统的干扰源 （一）电源干扰 单片机嵌入式系统在运行时受到的很多干扰都来自电源，电源的通断、短时 间的短路、电网串进来的干扰脉冲等造成单片机运行错误动作占各种干扰的90% 之上。另外，“尖峰干峰干扰”在系统的运行中有很大的危害性，它常常是由于 生产负荷的改变而产生的。重型交直流电机、可控硅、电梯、电焊机、继电器、 电烙铁和一些大电流用电设备都会产生“尖峰干峰干扰”。这些大型用电设备的 电源通断会致使工业电网电压出现几百伏、甚至几千伏的尖峰脉冲，因此，电源 干扰对单片机嵌入式系统的运行构成很大的危害。 （二）空间的磁场干扰 在单片机嵌入式系统的周边存在着很多的电磁波，这些电磁波辐射到控制系 统中后会对控制系统造成影响，这样的干扰就是空间磁场干扰。系统周围的开关、 电焊机、发射天线、电气设备等都会发出电磁波，而且这些电磁波很容易窜入控 制系统内部，干扰嵌入式系统的正常运行。在这样存在各种电磁干扰的电磁场中， 测控系统的各部件之间会产生感应电势差，终而形成对系统的干扰。 （三）传输通道干扰 信息在传输过程中受到的干扰称为传输通道干扰。系统的外部设备和输入、 输出部件振荡电路、变压器、驱动器等都会对系统产生干扰。如果系统在运行过 程中出现了电气设备漏电、传感器测量部件绝缘部分受损、接地系统有欠缺等状 况，这时就会在传输通道中串入较高的共模电压或者差模电压。如果各个通道的 传输线处在同一条电缆线中，这时就会通过电缆周围分布的电感或者分布的电容 相互干扰。 三、抗干扰措施 （一）抗电源干扰措施 1.利用压敏电阻抑制尖峰、浪涌。当压敏电阻两端的电压超过它正常的限定 值的时候，通过压敏电阻的电流就会突然增大，形成暂时性的短路现象，考虑到 压敏电阻的这个特性，我们可以利用它吸收瞬间的尖峰、浪涌电压。将压敏电阻 并联在电源变压器的初、次级之上，压敏电阻的加入会使电源干扰对单片机程序 构成失控的可能性降低。 2.滤波器阻碍高频电阻。在市电中，存在很多高次数的谐波，它们很容易通 过电源进入单片机系统，另外一些通过射频发射的电磁波也会有电源线感应进入 单片机嵌入式系统，终而对系统构成干