1　引　言

　　在單片機(jī)的應(yīng)用系統(tǒng)中，系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)是系統(tǒng)可靠性的重要方面。一個(gè)系統(tǒng)的正確與否，不僅取決于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想和方法，同時(shí)還取決于系統(tǒng)的抗干擾措施，不然勢(shì)必會(huì)出現(xiàn)原理正確而系統(tǒng)穩(wěn)定性差，甚至不能實(shí)施，使得耗費(fèi)了大量錢財(cái)和時(shí)間研制出來(lái)的控制系統(tǒng)成為一種擺設(shè)，電腦變成了“煩惱”。正因如此，抗干擾技術(shù)的研究越來(lái)越引起大家的高度重視。
　　
　　以下為筆者在多年單片機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)和應(yīng)用中拾取的一些抗干擾的經(jīng)驗(yàn)體會(huì)。

　　2　單片機(jī)系統(tǒng)軟件的抗干擾

　　一般來(lái)講，竄入微機(jī)測(cè)控系統(tǒng)的干擾，其頻譜往往很寬，采用硬件抗干擾措施，只能抑制某個(gè)頻率段的干擾，仍有一些干擾會(huì)進(jìn)入系統(tǒng)。因此，除了采取硬件抗干擾方法外，還要采取軟件抗干擾措施。

　　2．1　模擬輸入信號(hào)抗干擾

　　疊加在系統(tǒng)模擬輸入信號(hào)上的噪聲干擾，會(huì)導(dǎo)致較大的測(cè)量誤差。但由于這些噪聲的隨機(jī)性，可以通過(guò)數(shù)字濾波技術(shù)剔除虛假信號(hào)，求去真值。常用方法如下：

　　　算術(shù)平均濾波法算術(shù)平均濾波法就是連續(xù)取n個(gè)值進(jìn)行采樣，然后求其平均值。該方法適應(yīng)于對(duì)一般具有隨機(jī)性干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波。這種濾波法的特點(diǎn)是：n值較大時(shí)，信號(hào)的平滑度好，但靈敏度低；當(dāng)n值較小時(shí)，平滑度低，但靈敏度高。

　　遞推平均濾波法

　　該方法是把n個(gè)測(cè)量數(shù)據(jù)看成一個(gè)隊(duì)列，隊(duì)列的長(zhǎng)度為n，每進(jìn)行一次新的測(cè)量，就把測(cè)量結(jié)果放入隊(duì)尾，而扔掉原來(lái)隊(duì)首的一次數(shù)據(jù)。計(jì)算n個(gè)數(shù)據(jù)的平均值。對(duì)周期性的干擾，此方法有良好的抑制作用，平滑度高，靈敏度低。但對(duì)偶發(fā)脈沖的干擾抑制作用差。

　　防脈沖干擾平均值濾波法

　　在脈沖干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合，如果采用一般的平均濾波法，則干擾將會(huì)“平均”到結(jié)果中去，故平均值法不易消除由于脈沖干擾而引起的誤差。為此，在n個(gè)采樣數(shù)據(jù)中，取掉最大值和最小值，然后計(jì)算n－2個(gè)數(shù)據(jù)的算術(shù)平均值。為了加快測(cè)量速度，n一般取值為4。

2．2　“死機(jī)”現(xiàn)象的克服

　　當(dāng)干擾通過(guò)總線或其他口線作用到cpu時(shí)，就會(huì)造成程序計(jì)數(shù)器pc值的改變，引起程序混亂，使系統(tǒng)失控。因此，在設(shè)計(jì)單片機(jī)系統(tǒng)時(shí)，如何發(fā)現(xiàn)cpu受到干擾，并盡可能無(wú)擾地使系統(tǒng)恢復(fù)到正常工作狀態(tài)是軟件設(shè)計(jì)應(yīng)考慮的主要問(wèn)題。

　　無(wú)論何種控制系統(tǒng)，一般講，死機(jī)現(xiàn)象都是不允許的�？朔罊C(jī)現(xiàn)象最有效的辦法就是采用單片機(jī)工加了硬件看門狗電路后仍然有死機(jī)現(xiàn)象，分析原因，可能有以下方面：

　　因?yàn)槟撤N原因，程序混亂后，看門狗電路雖然發(fā)出了復(fù)位脈沖，但在程序剛剛正常還來(lái)不及發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)，此時(shí)程序再次被干擾，而這時(shí)看門狗電路已處于穩(wěn)態(tài)，不能再發(fā)出復(fù)位脈沖。

　　程序進(jìn)入死循環(huán)，在該死循環(huán)中，恰好又有看門狗監(jiān)視i／o口上操作的指令。而該i／o口仍有脈沖信號(hào)輸出，看門狗檢測(cè)不到這種異常情況。

　　在有嚴(yán)重干擾時(shí)，中斷方式控制字有時(shí)會(huì)受到破壞，導(dǎo)致中斷關(guān)閉。

　　可見(jiàn)，只用硬件看門狗電路是無(wú)法確保單片機(jī)正常工作的。因此，可采用以下方法作為補(bǔ)充。

　　軟件“看門狗”的應(yīng)用

　　選用定時(shí)器t0作為看門狗，將t0的中斷定義為最高級(jí)中斷�？撮T狗啟動(dòng)后，系統(tǒng)必須及時(shí)刷新t0的時(shí)間常數(shù)。

　　指令冗余技術(shù)

　�、賜op的使用

　　在8031單片機(jī)指令系統(tǒng)中所有指令都不超過(guò)3個(gè)字節(jié)。因此，在程序中連續(xù)插入3條nop指令，有助于降低程序計(jì)數(shù)器發(fā)生錯(cuò)誤的概率。

　�、谥匾噶钊哂�

　　對(duì)于程序流向起決定作用的指令（如ret，reti，acall，ljmp，jz等）和某些對(duì)系統(tǒng)工作狀態(tài)有重要作用的指令（如setbea等）的后面，可重復(fù)寫下這些指令，以確保這些指令的正確執(zhí)行。

　　軟件陷阱法

　　單片機(jī)系統(tǒng)程序跑飛意味著cpu執(zhí)行不正確流程程序。而當(dāng)亂飛程序進(jìn)入非程序區(qū)，采用冗余技術(shù)無(wú)法使程序納入正確軌道，此時(shí)可采用軟件陷阱法，攔截亂飛程序。軟件陷阱就是用引導(dǎo)指令（如ljmp）將撲獲到的亂飛程序引向復(fù)位入口地址0000h，在此對(duì)程序進(jìn)行出錯(cuò)處理，使其納入正軌。

　�、佘浖葳甯袷�

　　nop
　　nop
　　ljmp0000h
　�、谲浖葳灏才盼词褂玫闹袛鄥^(qū)；

　　未使用的大片rom空間；

　　程序區(qū)；

　　中斷服務(wù)程序區(qū)。

　　2．3　系統(tǒng)復(fù)位特征

　　單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)采用看門狗電路后，在一定程度上解決了系統(tǒng)死機(jī)現(xiàn)象，但是每次發(fā)生復(fù)位都使系統(tǒng)執(zhí)行初始化，這在干擾較強(qiáng)的情況下仍不能正常工作。同時(shí)系統(tǒng)雖然沒(méi)有死機(jī)，但工作狀態(tài)頻繁改變，這同樣是不能容忍的。

　　理想的復(fù)位特征應(yīng)該是：系統(tǒng)可以鑒別是首次上電復(fù)位（又稱冷起動(dòng)），還是異常復(fù)位（又稱熱啟動(dòng)）。首次上電復(fù)位則進(jìn)行全部初始化，異常復(fù)位則不需要進(jìn)行全部初始化，測(cè)控程序不必從頭開始執(zhí)行，而應(yīng)故障部位開