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浅析单片机系统抗干扰,如何提高其抗干扰能力?

作者:小K     来源: http://www.kokojia.com点击数:1351发布时间: 2018-05-07 09:00:15

标签: 嵌入式单片机数据处理

  在工业控制、智能仪表中普遍采用了单片机,单片机抗干扰措施提到重要议事日程上来。影响单片机系统可靠安全运行的主要因素主要来自系统内部和外部的各种电气干扰,并受系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺影响。这些都构成单片机系统的干扰因素,常会导致单片机系统运行失常,轻则影响产品质量和产量,重则会导致事故,造成重大经济损失。
  单片机全称是单片机微型计算机,又称微控制器,是一种集成电路芯片,是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU随机存储器、只读存储器ROM、多种I/O和中断系统、定时器/计时器等功能集成到一块硅片上构成的一个小而完整的微型计算机系统,以其小巧且较高的性价比在工业控制领域有着广泛的应用。
  1.单片机干扰的形成
  1)电源开关的通断、电机和大的用电设备的启停会引起供电电网发生波动,使电网出现尖峰脉冲干扰,会使同一电网的单片机控制系统无法正常运行。这可归结为供电系统干扰。
  2)控制系统的数据输入输出通道也是干扰源进入的途径,而各种信号线和控制线彼此间也会产生电磁干扰,使系统程序产生错误。此类干扰是过程通道干扰。
  3)还有就是空间干扰,来自太阳及其他天体辐射电磁波,大功率的广播电视设备和周围其他电气设备发出的电磁干扰。

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  2.单片机系统抗干扰手段
  1)接地
  这里的接地指接大地,也称作保护地。为单片机系统提供良好的底线,对提高系统的抗干扰能力极为有益。特别是对防雷击要求的系统,良好的接地至关重要。一些抗干扰元件意在将雷击、浪涌式干扰以及快脉冲群干扰去除,为去除的方法都是将干扰引入大地,如果系统不接地,或虽有地线但接地电阻过大,则这些元件都不能发挥作用。为单片机供电的电源的地俗称逻辑地,它们和大地的关系可以相通、浮空、或接一电阻,要视应用场合而定。不能把地线随便接在暖气管子上,绝对不能把地线与动力线的火线、零线中的零线混淆。
  2)隔离有屏蔽
  典型的信号隔离是关电隔离。使用光电隔离器件将单片机的输入输出隔离,一方面使干扰信号不得进入单片机系统,另一方面单片机系统本身的噪声也不会以传导的方式传播出去。屏蔽则是隔离弓箭辐射的,对噪声特别大的部件,如开关电源,用金属盒罩起来,可减少噪声源对单片机系统的干扰。对特别怕干扰的模拟电路,如高灵敏度的弱信号放大电路可屏蔽起来。而重要的是金属屏蔽本身必须接真正的地。
  3)滤波
  滤波指各类信号按频率特性分类并控制它们的方向。常用的有各种低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器。地滤波器用在接入的交流电源线上,旨在让50周交流电顺利通过,将其它高频噪声导入大地。低通滤波的配置指标是插入损耗,选择的低通滤波器插入损耗过低起不到抑制噪声的作用,而过高的插入损耗会导致“漏电”,影响系统的人身安全性。高通、带通滤波器则应根据系统中对信号的处理要求选择使用。
  干扰的产生和传递是很复杂的,为保证系统的可靠安全稳定的运行,研究抗干扰的新技术、新方向单片机技术是当务之急,且一个良好的外部环境也很重要。随着技术的成熟,单片机系统会大大提高稳定性和可靠性。

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