智能仪器常见故障与调试.ppt

（3）中值法。 根据干扰造成采样数据偏大或偏小的情况,对一个采样点连续采集多个信号,并对这些采样值进行比较,取中值作为该点的采样结果。 （4）一阶递推数字滤波法。 这种方法是利用软件完成RC低通滤波器的算法,实现用软件方法代替硬件RC滤波器。一阶递推数字滤波公式为 Yn=QXn+(1-Q)Yn-1（7-11） 式中:Q——数字滤波器时间常数；第158页,共175页，星期六，2024年，5月 Xn——第n次采样时的滤波器输入； Yn——第n次采样时的滤波器输出。 采用软件滤波对消除数据采集中的误差可以获得满意的效果。但应注意,选取何种方法必须根据信号的变化规律选择。 4）控制状态失常的软件对策 在大量的开关控制系统中,人们关注的问题是能否确保正常的控制状态。如果干扰进入系统,则会影响各种控制条件,造成控制输出失误,或直接影响输出信号造成控制失误。为确保系统安全,可以采取下述软件抗干扰措施：第159页,共175页，星期六，2024年，5月 （1）软件冗余。 （2）设置当前输出状态寄存单元。 （3）设自检程序。 5）程序运行失常的软件对策 （1）运行失常现象。 系统受到干扰侵害,致使PC值改变,造成程序运行失常,常常导致下列现象发生： 第160页,共175页，星期六，2024年，5月 ·程序飞出。 使PC值指向操作数,将操作数作为指令码执行；或者PC值超出应用程序区,将非程序区中的随机数作为指令码运行。不管何种情况,都会造成程序盲目运行,最后由偶然巧合进入死循环。 ·数据区及工作寄存器中数据破坏。 程序的盲目运行,将随机数作为指令运行的结果不可避免地会盲目地执行一些存储器读写命令而造成其内部数据的破坏。例如MCS-51单片机,当PC值超出芯片地址范围（当系统扩展小于64KB）时,由于那些未被使用的单元一般呈现0FFH状态,因此CPU获得虚假数据FFH时,对应地执行“MOVR7,A”指令,将造成工作寄存器R7内容变化。第161页,共175页，星期六，2024年，5月 （2）软件对策。 对于上述程序运行失常的软件对策主要是,在发现失常状态后及时引导系统恢复原始状态,可采用如下方法： ·设置软件陷阱。 软件陷阱用于捕捉“跑飞”的程序。当PC失控,造成程序“乱飞”而不断进入非程序区时,只要在非程序区设置拦截措施（即通过指令强行将捕获的程序引向一指定的地址）,使程序进入陷阱,然后迫使程序进入初始状态,从而使程序混乱现象得到抑制。软件陷阱就是根据这个原理设计的。第162页,共175页，星期六，2024年，5月 MCS-51单片机设置软件陷阱的方法如下： ①把连续的几个单元置成“00H”（空操作NOP指令）。这样,当出现程序失控时,只要失控的单片机进入这众多的软件陷阱中的任何一个都会被捕获,连续执行空操作后,程序自动恢复正常。 ②利用LJMPERROR指令将“跑飞”的程序转移到出错处理程序,使程序的执行恢复正常。为了增加其捕捉效果,可以在前面加单字节空操作指令NOP,NOP加得越多则“跑飞”程序掉进陷阱的机会就越多,捕捉“跑飞”的能力越强。第163页,共175页，星期六，2024年，5月 （4）用“OC”门（集电极开路门）作双向总线传输。 “OC”门的最大特点是可以把输出端并联在一起,而一般的TTL电路输出端不能并联在一起。因为当一个处于截止状态的与非门和一个处于导通状态的与非门并联在一起时,将产生很大的导通电流,约50mA,这可能引起器件损坏；所以必须用晶体管隔离后才能进行双向总线传输,而“OC”门可以直接用来为单向、双向总线传输。 由于负脉冲传输抗干扰能力较正脉冲强,因此,一般在长线传输时,采用负脉冲传输,而且在速度要求不高时,在始端用驱动器比用一般的TTL好些。第126页,共175页，星期六，2024年，5月 3.印制电路板及电路的抗干扰设计 印制电路板是微机系统中器件、信号线、电源线的高密度集合体,印制电路板设计的好坏对抗干扰能力影响很大,故印制电路板设计决不单是器件、线路的简单布局安排,还必须符合抗干扰的设计原则。通常应有下述抗干扰措施。 1）地线设计 微机系统中地线结构大致有系统地、机壳地（屏蔽地）、数字地（逻辑地）和模拟地等。在微机实时控制系统中,接地是抑制干扰的重要方法,如能将接地和屏蔽正确结合起来使用,可以解决大部分干扰问题。第127页,共175页，星期六，2024年，5月 （1）单点接地与多点接地的选择。