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电路设计抗干扰措施.ppt

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电路设计抗干扰措施.ppt

上传人:卓小妹 2022/8/11 文件大小:2.04 MB

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电路设计抗干扰措施.ppt

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文档介绍

文档介绍:电路设计抗干扰措施
第1页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
电路产生电磁干扰的要素
干扰源
干扰途径
对电磁干扰敏感的电路
第2页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
道、后向通道及与其它系统的相互通道进入。
供电系统干扰,电磁信号通过供电线路进入系统。

一般情况下空间干扰在强度上远小于其它两种,故微机系统中应重点防止过程通道与供电系统的干扰。
第20页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
硬件措施
光电隔离
过压保护电路
抗干扰电源
配置去耦电容
良好接地
主要从系统硬件、软件和CPU上采取的
第21页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
软件措施
单片机在输出信号时,外部干扰有可能使信号出错。如系统中单片机发出的驱动步进电机的信号经锁存器锁存后传送给驱动电路,锁存器对干扰非常敏感,当锁存线上出现干扰时,会盲目锁存当前数据,而不管是否有效。因此应将锁存器与单片机安装在同一电路板上,使传输线上传送的是已经锁存好的控制信号。
在软件上,最有效的方法就是重复输出同一个信号,只要重复周期尽可能短,锁存器接收到一个被干扰的错误信号后还来不及作出有效的反应,一个正确的输出信号又来到,就可以及时防止错误动作的产生。
第22页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
CPU抗干扰措施
前面几项抗干扰措施是针对I/O通道,干扰还未作用到单片机本身,这时单片机还能正确无误地执行各种抗干扰程序,当干扰作用到单片机本身时(通过干扰三总线等),单片机将不能按正常状态执行程序,从而引起混乱。如何发现单片机受到干扰,如何拦截失去控制的程序流向,如何使系统的损失减小,如何恢复系统的正常运行,这些就是CPU抗干扰需要解决的问题。
第23页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
人工复位
对于失控的CPU,最简单的方法是使其复位,程序自动从0000H开始执行。为此只要在单片机的RESET端加上一个高电平信号,并持续10ms以上即可。
掉电保护
电网瞬间断电或电压突然下降将使微机系统陷入混乱状态,电网电压恢复正常后,微机系统难以恢复正常。对付这一类事故的有效方法就是掉电保护。掉电信号由硬件电路检测到,加到单片机的外部中断输入端。软件中断将掉电中断规定为高级中断,使系统及时对掉电作出反应。在掉电中断子程序中,首先进行现场保护,保存当时重要的状态参数,当电源恢复正常时,CPU重新复位,恢复现场,继续未完成的工作。
第24页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
睡眠抗干扰
CMOS型的51系列单片机具有睡眠状态,此时只有定时/计数系统和中断系统处于工作状态。这时CPU对系统三总线上出现的干扰不会作出任何反应,从而大大降低系统对干扰的敏感程度。
仔细分析系统软件后发现,CPU很多情况下是在执行一些等待指令和循环检查程序,由于这时CPU虽没有重要工作,但却是清醒的,很容易受干扰。让CPU在没有正常工作时休眠,必要时再由中断系统来唤醒它,之后又处于休眠。采用这种安排之后,大多数CPU可以有50~95%的时间用于睡眠,从而使CPU受到随机干扰的威胁大大降低,同时降低了CPU的功耗。
第25页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
指令冗余
当CPU受到干扰后,往往将一些操作数当作指令码来执行,引起程序混乱。这时我们首先要尽快将程序引入正轨(执行真正的指令系列)。MCS-51系统中所有指令都不超过3个字节,而且有很多单字节指令。当程序弹飞到某一条单字节指令上时,便自动纳入正轨。当弹飞到某一双字节或三字书指令上时,有可能落到其操作数上,从而继续出错。因此,我们应多采用单字节指令,并在关键的地方人为地插入一些单字节指令(NOP),或将有效单字节指令重复书写,这便是指令冗余技术。
第26页,共30页,2022年,5月20日,8点2分,星期五
指令冗余
在双字节和三字节指令之后插入两条NOP指令,可保护其后的指令不被拆散。或者说,某指令前如果插入两条NOP指令,则这条指令就不会被前面冲下来的失控程序拆散,并将被完整执行,从而使程序走上正轨。但不能加入太多的冗余指令,以免明显降低程序正常运行的效率。因此,常在一些对程序流向起决定作用的指令之前插入两条NOP指令,以保证弹飞的程序迅速纳入正确的控制轨道。此类指令有:RET、RETI、LCALL、SJMP、JZ、CJNE等。在某些对系统工作状态至关重要的指令(如SETB EA之类)前也可插人两条NOP指令,以保证被正确执行。上述关键指令中,RET和RETI本身即为单字节指令,可以直接用其