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一、干擾的傳輸途徑

前向通道單片機主機輸入口之前的部分電路就是前向通道，概括的說就是被測電信號的輸入通道。一般情況下，由于被測目標(biāo)的狀態(tài)參數(shù)常常是一種信號較小的非電物理量，前向通道通常主要是用于信號放大的A/D轉(zhuǎn)換電路和運放電路。當(dāng)有干擾源進入前向通道時，會導(dǎo)致輸入的信號受到干擾，發(fā)生失真，出現(xiàn)錯誤，從而使誤差變大，疊加到各種控制信息或者條件狀態(tài)的信號上，會使單片機控制系統(tǒng)輸出信號失常，最終導(dǎo)致整個單片機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性受到嚴重影響。3.2CPU內(nèi)核CPU內(nèi)核途徑的干擾可使單片機控制系統(tǒng)內(nèi)核總線上的信號出現(xiàn)錯誤，從而導(dǎo)致一系列難以預(yù)測的錯誤。當(dāng)有干擾進入CPU內(nèi)核后，程序可能會脫離正常軌道，導(dǎo)致死循環(huán)、失控或者飛跑，進而影響后向通道輸出的信號，破壞單片機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。后向通道后向通道一般是指單片機控制系統(tǒng)輸出口以后的電路。這部分電路往往具有比較高的電平，不易受到干擾，但需要注意它對其它元件的干擾。

二、干擾因素對單片機控制系統(tǒng)的影響

測量數(shù)據(jù)誤差加大當(dāng)單片機控制系統(tǒng)的測量元件收到干擾時，會疊加到測量信號上，使測量的數(shù)據(jù)誤差增大，嚴重的時候可能會導(dǎo)致測量信號被掩蓋，尤其是在測量信號較為微弱的時候?？刂葡到y(tǒng)失靈單片機控制系統(tǒng)輸出的控制信號是以依條件狀態(tài)輸入的信號為基礎(chǔ)的，然后通過對這些信號進行邏輯處理，再輸出信號。當(dāng)輸入的狀態(tài)信號受到干擾時，源頭上的誤差，經(jīng)過系統(tǒng)放大，會使輸出的控制信號誤差更大，嚴重的時候?qū)е驴刂葡到y(tǒng)失靈。破壞RAM和E2PROM的數(shù)據(jù)單片機控制系統(tǒng)的程序及表格數(shù)據(jù)一般存放程序存儲器EPROM或FLASH中，以避免這些重要數(shù)據(jù)遭受干擾破壞。但是外擴RAM、片內(nèi)RAM中的數(shù)據(jù)有可能會受到干擾，倒是數(shù)據(jù)受到破壞。序運行失常干擾因素有時會使正常程序難以正常運行。例如，當(dāng)干擾因素導(dǎo)致計數(shù)器PC值的改變，那么程序就會運算一系列沒有意義的指令，導(dǎo)致最后進入“死循環(huán)”，使輸出信號嚴重混亂，甚至死機。

三、控制干擾因素的措施

1.硬件措施接地對于單片機控制系統(tǒng)來說，應(yīng)根據(jù)信號電流和電壓的大小,以及電源的類別等條件，統(tǒng)籌考慮，設(shè)計接地。弱信號接地。要把單片機控制系統(tǒng)中信號較弱的回路、邏輯電路、控制回路以及和它們相連的直流電源綁定在一定，共同接地。這種接地實際上就是工作地。功率接地.要將單片機控制系統(tǒng)中的電磁閥及其驅(qū)動電源等電路功率較大的元件組合在一起構(gòu)成功率接地，因為它們對于弱信號回路的干擾比較大。切忌將弱信號接地同功率接地混在一起。變壓器屏蔽層接地。當(dāng)變壓器的初級線圈設(shè)置有屏蔽層的時候，應(yīng)當(dāng)將所設(shè)置的屏蔽層和變壓器本身的初級繞組交流零線連接在一起；而在變壓器的初級和次級線圈都設(shè)置了屏蔽層的情況，應(yīng)當(dāng)把初級繞組屏蔽層同中間屏蔽層連接在一起。同軸電纜或雙絞線接地。輸入進單片機控制系統(tǒng)的信號線路采用同軸電纜或雙絞線能夠減少信號回路的電磁干擾。當(dāng)選用帶屏蔽的雙絞線時，應(yīng)當(dāng)保證屏蔽部件和工作地在唯一的一個接地點上良好的連接。安裝屏蔽結(jié)構(gòu)采用金屬網(wǎng)、板、盒等屏蔽結(jié)構(gòu)能夠較好的控制電磁干擾對于單片機控制系統(tǒng)的影響。屏蔽結(jié)構(gòu)一般通過反射和吸收兩種方式來減小電磁波的實際影響能量，產(chǎn)生對電磁干擾的屏蔽作用。可以選用鋁、銅、鋼等材料制作電場或輻射場的屏蔽結(jié)構(gòu)。對于低頻磁場，要選用磁鋼、坡莫合金等材料來制作屏蔽結(jié)構(gòu)；而屏蔽高頻磁場則應(yīng)選用鋁、銅等導(dǎo)電率相對較高的材料。屏蔽低頻電磁波，應(yīng)當(dāng)選用高導(dǎo)磁材料來制作屏蔽結(jié)構(gòu)。另外，還有一點需要注意的就是屏蔽結(jié)構(gòu)的“一點接地”問題。隔離隔離主要包括光電隔離和物理隔離兩種方式。其中物理隔離是較為常用的，它一般用于隔離小信號低電平，確保其信號連線與高電平大功率導(dǎo)線之間的距離。同一設(shè)備內(nèi)，這兩類信號的導(dǎo)線要保證分開走線。走線距離較遠時，要把功率電纜同信號電纜分開，并且要保持一定的距離，有條件的話，可以把它們分別套上鋼管，提高隔離效果。

2.濾波利用濾波電容等儲能元件來削弱因負載變化而產(chǎn)生的干擾因素。可在電源線的輸入端并聯(lián)兩只0.01μF和50μF的濾波電容，0.01μF的用來削弱電源噪聲中的高頻分量，50μF用來削弱電源噪聲中的低頻分量。同時，可在電容的前面再添加一個電感，可以更好的提高濾波效果?？刂品措妱菰趩纹瑱C控制系統(tǒng)中，具有較大電感量的元器件容易產(chǎn)生反電勢，這種反電勢往往產(chǎn)生較大的危害，可以在其線圈的兩端并聯(lián)上穩(wěn)壓器、二極管、電容以及電阻等元件，來控制反電勢。線圈通入交流電時，并聯(lián)電阻和電容構(gòu)成的旁路；線圈通入直流電時，并聯(lián)電阻和電容或者二極管和穩(wěn)壓管或者純電阻構(gòu)成的旁路。軟件措施攔截技術(shù)程序的“亂飛”問題以及程序進入死循環(huán)問題，可以通過軟件攔截技術(shù)來控制和解決。具體的來說，在程序中多使用一些單字節(jié)指令（NOP），也可以將一些有效單字節(jié)指令重復(fù)書寫，形成指令冗余；在雙字節(jié)和三字節(jié)指令后插入兩條單字節(jié)指令，這樣可以確保后面的指令不會被拆開，或者是說在某些指令前插入兩條單字節(jié)指令，可以確保這些指令就不會被之前沖下來的失控程序拆開，依然能夠被完整執(zhí)行。但是，這種冗余指令也不能過度添加，因為過多的冗余指令會增大程序的運行時間，降低整個控制系統(tǒng)的效率。因此，這種通過多寫入一些單字節(jié)指令，來形成冗余指令來控制“亂飛”、死循環(huán)等問題的做法常常使用在一些對于整個單片機控制系統(tǒng)非常重要的指令或者對程序流向起到至關(guān)重要作用的指令上，以保證出現(xiàn)問題的程序能夠正確的回歸到控制軌道上來。此類指令主要包括RETI、SJMP、RET、JZ、LCALL、CJNE等。看門狗技術(shù)當(dāng)軟件攔截技術(shù)不能夠使失控的“亂飛”程序、死循環(huán)回歸正常的時候，通常都采用程序監(jiān)視技術(shù)（WDT），又稱看門狗技術(shù)，來解決“亂飛”或者死循環(huán)等問題。程序監(jiān)視技術(shù)是一種軟、硬件結(jié)合的抗干擾措施，其硬件部分一般是一個用以產(chǎn)生定時t的單穩(wěn)或者計數(shù)器，該部分通常是獨立運行的，輸出端接至CPU的復(fù)位線上，由CPU控制其周期性的清零，防止定時溢出。

四、總結(jié)

隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，單片機控制系統(tǒng)的干擾因素越來越多，也越來越復(fù)雜，因此在實際的生產(chǎn)生活中應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際情況來具體分析。本文從單片機控制系統(tǒng)的干擾因素出發(fā)，系統(tǒng)分析了其種類、途徑和危害，并從硬件和軟件兩個方面分別提出了可行的控制措施。以上措施仍然需要在不斷的實踐中來完善，只有這樣單片機控制系統(tǒng)的抗干擾的性能才能不斷的得到提升，才能真正適應(yīng)日新月異的信息技術(shù)，讓單片機控制系統(tǒng)更加穩(wěn)定應(yīng)用于各行各業(yè)。

作者：鄧咸陽