文档介绍：数据采集系统抗干扰技术摘要: 本文主要从单片机的数据采集系统出发,从理论方面阐述了硬件和软件两方面所采取的抗干扰措施来提高系统的可靠性。关键词: 数据采集系统抗干扰技术单片机控制的数据采集系统不仅要求有完善的记忆、存贮、识别和控制功能, 如 CPU 、存储器、数字 I/ O输入和输出、串行接口、计数定时和实时操作系统, 还要求对信号的处理、滤波、 A/ D和 D/ A变换器、驱动执行机构等,成为一个完整协调有特殊功能的工作系统。然而在整个系统中,因其受到多方面的干扰, 影响了系统的可靠性,为了保证系统在各种复杂的环境中长时间、安全、稳定的运行,必须解决好其一直存在的一个常见关键而又难以解决的问题———抗干扰问题。在单片机控制系统中,干扰源主要来自来自两个方面:一是来自系统内部元器件在工作时产生的干扰,干扰信号通过地址线、电源线、信号线、分布电容和电感等传输,影响系统工作状态;二是来自系统外部其他电气设备产生的干扰, 通过传导和辐射等途径影响微机控制系统和应用系统的正常工作。为使单片机控制系统正常工作,在硬件和软件两方面均可采取一定抗干扰措施来提高系统的可靠性。一、硬件抗干扰措施硬件抗技术适合于消除频率较高信号中的干扰,主要是抵抗空间辐射干扰, 输入/输出通道干扰及供电系统的干扰。 1. 硬件看门狗技术使用硬件看门狗的主要目的是防止程序执行受到干扰,不能按正常流程执行的一种监视芯片。所谓“看门狗”就是一个定时器,定时时间到,它就输出一个信号,使单片机复位。所谓“谓狗”就是把定时器的计数值清除。只要按时喂狗, 定时器就不会到达定时时间,单片机就不会复位。如果程序“跑飞”,或者进入死循环,不能按时喂狗,就会复位,使单片机重新开始工作。 2. 屏蔽技术屏蔽技术是利用金属材料对电磁波具有较好的吸收和反射能力来进行抗干扰的。屏蔽一般分为 3种:静电屏蔽、磁屏蔽和电磁屏蔽。可以根据系统屏蔽的要求选用好的金属材料制成设备外壳,从根本上屏蔽外部的干扰信号。另外根据导线之间电耦合、磁耦合及电磁耦合产生相互干扰的机理,在仪器布线方面应做到:强电的缆线必须单独走桥架,绝对不能和信号线挨在一起;努力使强电线缆与弱电信号线正交;不能避开的平行走线,应保持强电缆线与弱信号线的距离。使用连接线方面应做到:针对电场耦合引起的干扰, 采用无网孔的铝箔屏蔽电缆且使两端引线外露部分尽量短、同轴电缆单端接地;此外在干扰源周围加上屏蔽体且将屏蔽体一点接地,可把电场形成的干扰源屏蔽掉,使之对邻近导线或回路不产生干扰且可抑制磁场对弱电信号回路可能造成的干扰。 3. 接地抗干扰技术各种仪器设备都需要接地,所谓接地就是将某点与一个等电位点或等电位面用低电阻导线连接起来,构成一个基准电位。接地的目的在于消除公共地线阻抗所产生的共阻抗耦合干扰,并避免受磁场和电位差的影响,防止形成地电流环路与其它电路产生磁耦合干扰。但是值得注意的是地线也是引入干扰的重要通道。在一个较大的测控系统中,往往包括各种测试仪器,其中既有高频信号,又有低频信号;既有强电电路,又有弱电电路;既有开关动作的设备,又有极为敏感的弱电信号装置。因此,不同类型的信号电路应有不同的地线,如信号地线、信号源地线、负载地线。对于同一类信号电路中,一般有一个共同的接地系统,但有时也要根据信号电路的不同采取不同的接地形式,如串联单点接地、并联单点接地及