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      單片機技術(shù)及應(yīng)用論文參考范文

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      單片機技術(shù)及應(yīng)用論文參考范文

        單片機技術(shù)在我們的生活中的應(yīng)用非常廣泛,比如各種智能IC卡、電子寵物等。 學(xué)習(xí)啦小編為大家整理的單片機技術(shù)論文參考范文,歡迎大家閱讀參考。

        單片機技術(shù)論文參考范文篇一:《單片機監(jiān)控系統(tǒng)探究》

        摘 要:單片機因為其強大的控制系統(tǒng)目前被廣泛應(yīng)用到了野外作業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)和軍事指揮監(jiān)控之中。文章介紹了單片機的監(jiān)控系統(tǒng)方案,并對單片機監(jiān)控系統(tǒng)的發(fā)展趨勢進行了預(yù)測。

        關(guān)鍵詞:單片機;監(jiān)控;數(shù)據(jù);通信技術(shù)

        隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,當(dāng)前將超大規(guī)模集成電路集成到一個很小硅片上的技術(shù)已經(jīng)得到了實現(xiàn),由此帶來了單片機技術(shù)的飛速發(fā)展。目前的單片機,已經(jīng)由最初的4位、8位單片機,發(fā)展到現(xiàn)在的32位300 M高速單片機。32位單片機由于內(nèi)部采用了RISC(精減指令系統(tǒng)計算機)機構(gòu),因而優(yōu)化了指令系統(tǒng),同時也帶來了快捷的運算速度和超強的數(shù)據(jù)處理能力,同時由于其使用方便,具有強大的中斷控制系統(tǒng)、定時/事件控制系統(tǒng),同步/異步通信控制系統(tǒng),因而可以利用單片機實現(xiàn)對分散測控對象的監(jiān)控。目前,這項技術(shù)已經(jīng)被越來越廣泛地應(yīng)用到野外作業(yè)、企業(yè)生產(chǎn)和軍事指揮控制之中了。

        1 單片機監(jiān)控系統(tǒng)方案介紹

        監(jiān)控系統(tǒng)需要有一個主站、若干個機動從站構(gòu)成。主站的作用在于收集來自傳感器的數(shù)據(jù)信息,發(fā)布控制命令及實現(xiàn)自動化轉(zhuǎn)臺。從站位于固定機房、無人值守間及野外作業(yè)站等地方,其主要功能是對傳感器的指示數(shù)據(jù)進行檢測驗收、對Karlman濾波后的生產(chǎn)工藝方程進行解算和相關(guān)顯控處理等。主站與從站之間的通信方式采用點與點之間的碼分多址通信。

        從站電路功能如圖1所示。

        ①主站和從站自定義了60芯的專用系統(tǒng)信號,結(jié)構(gòu)采用雙CPU(80C196、8031)擴展STD總線結(jié)構(gòu)。為了和數(shù)據(jù)通信板的8031之間數(shù)據(jù)交換的便利,將0C000H-0C3FFH分配給雙口RAM(IDT7130)。為了方便調(diào)試非全地址譯碼I/O空間,芯片類型選擇了在線可編程芯片ISP2031。

        ②付站顯控電路。顯控主芯片采用MC6847,將80C196地址空間的0A000-0C000H分出供顯存占用,監(jiān)視器選擇工業(yè)級CRT,屏幕分辨率800×600.自建專用12×12非標準漢字庫。選擇8279型號主芯片進行鍵盤控制。

        ③使用I/O板,進行數(shù)據(jù)接收。采用數(shù)字濾波技術(shù)消除模擬輸入信號的噪聲,為了使運行混亂的程序重新步入正規(guī),采用在雙字節(jié)指令和三字節(jié)指令后插入兩個字節(jié)以上的NOP,造成指令冗余的方式,避免后面的指令被當(dāng)作操作數(shù)執(zhí)行,從而使程序自動納入正軌。

        ④智能接口板芯片采用3片MC6821控制芯片,通過對信號實現(xiàn)定位,達到和模擬器數(shù)據(jù)通信的目的。

        ⑤轉(zhuǎn)臺方位轉(zhuǎn)換電路。同步傳輸機的模擬方位信號經(jīng)由分立元器件電路獲取后,予以一定的信號分離處置,轉(zhuǎn)變成直流電平,經(jīng)CPU切換后由AD變換電路分析出方位數(shù)據(jù)。其他傳感器轉(zhuǎn)換電路,采用高性能計數(shù)器記錄下同步脈沖信號,最后由CPU進行處理。

        2 有線/無線數(shù)據(jù)通信設(shè)計

        實現(xiàn)單片機監(jiān)控的重要環(huán)節(jié)在于中遠距離通信方案的選擇,對于單片機串行口來說,目前尚無法有效適應(yīng)中遠距離通信的需要,如果從站間距離較遠,則點與點之間的距離就將超過1 km,這時候,需要采用調(diào)制解調(diào)技術(shù)。

        2.1 有線數(shù)據(jù)通信

        有線數(shù)據(jù)通信主要以電話線為主,經(jīng)過數(shù)字調(diào)制解調(diào)器處理(Modem),形成FSK調(diào)制信號。我們可以選用TI公司生產(chǎn)的單片CMOS工藝的Modem,這種調(diào)制解調(diào)器符合CCITTV.23建議和BELL202標準,可以實現(xiàn)對通信信號的調(diào)制解調(diào)、載波檢測,以及群延時均衡等功能。單片機的串行口RXD、TXD可以實現(xiàn)和RD及TD腳的直接相接。RXB腳的作用在于對接受信號偏壓調(diào)整,門限電平則進行片內(nèi)調(diào)整。為保證良好的收發(fā)性能,需要精確調(diào)整CDL腳作載波檢測電平的W1、W2參數(shù)。RC、TC經(jīng)過兩級調(diào)制解調(diào)運放及1∶1變壓線圈隔離后外接電纜插件。

        2.2 無線數(shù)、話一體通信

        當(dāng)前,隨著無線數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)的日益成熟,在遇到復(fù)雜地形或者無法架設(shè)有線傳輸設(shè)備的時候,我們常常選擇無線設(shè)施進行通信數(shù)據(jù)的傳輸。無線數(shù)據(jù)模塊的選擇在過去經(jīng)常以MSM6927為主,該模塊是日本OKI公司生產(chǎn)的一種單片集成、采用FSK調(diào)制的Modem。目前,隨著我國無線通信模塊技術(shù)的快速發(fā)展,國內(nèi)一些廠商的設(shè)備也達到了國際先進工藝水平。如東莞博銀KY-903,采用采用溫補頻率基準源,頻率合成技術(shù),可以實現(xiàn)點對點、點對多點,靈活組網(wǎng)。另外,提供了模擬通道,在實現(xiàn)無線數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r候,也可以實現(xiàn)話音的傳送,從而為系統(tǒng)監(jiān)控提供了更大的便利。

        2.3 通信軟件設(shè)計

        具體通信方法,采取先對主機寫入數(shù)據(jù),然后向各從機發(fā)布通信信息,以檢驗各從機是否及時相應(yīng),如未及時響應(yīng)的從機,就將之從通信序列中清除出去,在實現(xiàn)這一過程之前,應(yīng)設(shè)定主機與從機之間的響應(yīng)規(guī)則,以避免多點同時響應(yīng)導(dǎo)致的通信擁堵現(xiàn)象發(fā)生。

        3 單片機監(jiān)控系統(tǒng)保護措施

        單片機監(jiān)控系統(tǒng)常作為外部嵌入式系統(tǒng)而發(fā)揮監(jiān)控作用,因而,為保證其正常工作,務(wù)必需要采取一定的保護措施,以時期可靠地進行工作。

       ?、龠m時優(yōu)化系統(tǒng),進行冗余設(shè)計,不斷提高軟硬件的抗干擾能力。

       ?、谕饨与娫?、通信電纜等裝置都要加裝防雷擊、防風(fēng)雨、防腐蝕裝置,如加裝防雷保護器,選用防腐蝕套管等。此外,應(yīng)經(jīng)常對外露設(shè)施進行定期檢驗,做到發(fā)現(xiàn)問題及早解決。

       ?、鄄粩鄡?yōu)化算法設(shè)計。算法優(yōu)化能夠有效提高系統(tǒng)的可使用性。如Karlman濾波、AD采樣后的“野值”剔除處理等。通過不斷優(yōu)化算法,達到提高運算速率,增強處理能力的作用。

        ④做好非正常復(fù)位工作。由于野外環(huán)境復(fù)雜,系統(tǒng)在使用過程中,難免會出現(xiàn)電壓異常或者斷電事故的發(fā)生,一旦出現(xiàn)意外,系統(tǒng)就將出現(xiàn)非正常復(fù)位現(xiàn)象。當(dāng)系統(tǒng)非正常復(fù)位的時候,先要恢復(fù)一些必要的系統(tǒng)數(shù)據(jù),如顯示模塊的初始化、片外擴展的初始化等。然后再對測控系統(tǒng)的系統(tǒng)狀態(tài)、運行參數(shù)等予以恢復(fù)。之后再把復(fù)位前的任務(wù)、參數(shù)、運行時間等恢復(fù),再進入系統(tǒng)運行狀態(tài)。

        4 結(jié) 語

        目前,單片機以其強大的數(shù)據(jù)處理和通信、控制能力,已經(jīng)被廣泛應(yīng)用到了眾多的監(jiān)控系統(tǒng)之中了。隨著單片機系統(tǒng)模塊集成度越來越高,利用單片機監(jiān)控系統(tǒng)功能,必將會更加的便捷、可靠。

        參考文獻:

        [1] 王麗娟,陳海濤.單片機監(jiān)控系統(tǒng)及其應(yīng)用研究[J].華北水利水電學(xué)報,2005,(4).

        [2] 薛萬鈞.基于單片機監(jiān)控系統(tǒng)的研究[J].科技風(fēng),2009,(6).

        [3] 淡海英.一種單片機監(jiān)控系統(tǒng)的分析與研究[J].成功,2009,(10).

        [4]李少銀.一種新穎的單片機監(jiān)控電路[J].電子與自動化,2006,(6).

        單片機技術(shù)論文參考范文篇二:《淺談單片機技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用》

        [摘 要]隨著工業(yè)市場的不斷完善,從上世紀80年代至今,單片機因為小而完善的系統(tǒng),在工業(yè)控制領(lǐng)域廣泛的應(yīng)用;本著自身的優(yōu)點在時代不斷進步的同時不被時代淘汰,體現(xiàn)在我們生活的方方面面;為人們作出卓越的貢獻;本文就將結(jié)合單片機的廣泛應(yīng)用,以及技術(shù)的發(fā)展,作出如下的分析以及見解,可以對單機片日后的發(fā)展有一定的推動的意義。

        [關(guān)鍵詞]單片機 技術(shù) 發(fā)展 應(yīng)用

        單片機是一種體積小,系統(tǒng)完善,又被人們稱為微型的計算機;顧名思義。它是采用超大規(guī)模的電路集成的技術(shù),將各種處理器和存儲器等集合在一起的控制器;本著節(jié)約成本、功能全、體積小的優(yōu)勢;單片機的發(fā)展非常迅速;隨著人們生活水平的提高,對于有關(guān)生活的一切事物的質(zhì)量有了一定的追求,單片機的技術(shù)隨之也有了一定的提高。

        一、單片機技術(shù)的發(fā)展

        單片機是一種芯片,主要用于集成電路;由運算器、控制器、存儲器、輸入輸出設(shè)備構(gòu)成的;最早的設(shè)計理念是通過將大量外圍設(shè)備和CPU集成在一個芯片中,使計算機系統(tǒng)、體積更小,對體積要求嚴格的控制設(shè)備當(dāng)中。之前的技術(shù)使得單片機不能滿足人們的要求,加上單片機存儲量小,接口簡單,功能不全等方面;隨著市場的需求不斷的發(fā)展,也做出了相應(yīng)調(diào)整和改進。

        1.單片機用電量的改變;隨著超大規(guī)模集成電路技術(shù)的成熟度,全靜態(tài)的設(shè)計使時鐘的頻率從直流到數(shù)十兆,都使得功耗不斷地下降。幾乎所有的單片機都擁有省電的模式,一般的單片機都能做到在3到6伏的范圍內(nèi)工作,對電池供電的單片機不再需要對電源采取穩(wěn)壓的措施。

        2.噪聲及可靠性的改變;為了提升單片機更好抗干擾的能力,適應(yīng)各樣的工作環(huán)境,相關(guān)的工作人員,對單片機的內(nèi)部進行電路的整合,完善了相對于不穩(wěn)定因素的干擾。

        3.速度的改變;微程序控制器發(fā)展中表現(xiàn)出來的速度越來越快,是以時鐘頻率越來越高為標志的。而單片機則有所不同,為提高單片機抗干擾能力,降低噪聲,降低時鐘頻率,而不犧牲運算速度,是單片機技術(shù)發(fā)展之追求。

        4.壽命的改變;壽命長指得是單片機開發(fā)的產(chǎn)品可以穩(wěn)定可靠地工作十年、二十年,另一方面是指與微處理器相比的長壽命。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的飛速發(fā)展,微程序控制器更新?lián)Q代的速度越來越快,傳統(tǒng)的單片機已被取代,使人們有了更多的選擇。

        二、單片機的技術(shù)的應(yīng)用

        單片機憑借自身的技術(shù)的飛速的發(fā)展,以及自身的優(yōu)勢,已經(jīng)進入到我們生活的各個領(lǐng)域;隨處可見他們的蹤影。

        1.用于教育;單機片的不僅體積小巧、擴展靈活、功率消耗低等特點,被人們應(yīng)用于多媒體教學(xué)、投影儀、飯卡等設(shè)備。

        2.用于生活用品;單機片因為低電壓、低消耗、壽命長等優(yōu)點,應(yīng)用于各種家電中;像洗衣機、電冰箱、空調(diào)、電視等。根據(jù)其可便于生產(chǎn)便攜式產(chǎn)品、與計算機進行數(shù)據(jù)通信等優(yōu)勢,如手機、電話機各種IC卡等隨處可見的移動電話,無限電領(lǐng)域等。

        3.用于醫(yī)療設(shè)施;單片機利用其可靠性高、控制功能強等特點,被廣泛用于分析儀、監(jiān)護儀、醫(yī)用呼吸機、超聲診斷儀器等等。

        4.用于科研探究;單片機相當(dāng)于小型的計算機,所以可應(yīng)用在機器人識別系統(tǒng)、智能儀表、警報體統(tǒng)、制動系統(tǒng)等;單片機的學(xué)習(xí)、開發(fā)與應(yīng)用將造就一批計算機應(yīng)用與智能化控制的科學(xué)家、工程師。

        5.用于智能儀器;根據(jù)其擴展靈活,微型化的優(yōu)點,可用于不同類型的傳感器方面,也可用于對于電壓、電流、濕度、溫度、等物理量的測量,結(jié)合單片機的控制使得設(shè)備更加先進,安全。還涉及到很多的方面。

        三、怎樣促進單機片技術(shù)的發(fā)展

        1.想要完善單片機技術(shù),就要不斷的加強相關(guān)工作人員的自身知識量;閱讀相關(guān)的文章,瀏覽有關(guān)的單片機報道,了解每一個單片機的不同型號、類別、性質(zhì);進行相關(guān)的知識論證;不斷地豐富自身的知識儲備量,豐富自己的閱歷經(jīng)驗。借鑒其他國家單片機在高端設(shè)備上的成功使用,結(jié)合過去的失敗,得出結(jié)論,取長補短。

        2.相關(guān)的研發(fā)人員,對于單片機的研發(fā),要求技術(shù)熟練;有責(zé)任心、耐心;也可以請其他國家技術(shù)發(fā)達的相關(guān)專業(yè)人員,介入知道培訓(xùn)。針對單片機技術(shù)提出不同的見解,進行反復(fù)的創(chuàng)新研究,測試、做好每次實踐的對比記錄;并對其性能進行實地勘察。

        3.整合國內(nèi)相關(guān)單片機技術(shù)發(fā)展的市場,達成共同提升國內(nèi)單片機的意識;下大力度進行探究,可以以國外高端單片機合成的高端產(chǎn)品,進行剖析其優(yōu)點,對國內(nèi)的單片機的性能、壽命、存儲量等方面進一步加強,不斷地探索其發(fā)展的應(yīng)用領(lǐng)域和純在的價值;加強對單片機技術(shù)的保護性;提升自身的責(zé)任意識,積極投入到國家發(fā)展的事業(yè)上來。

        四、單片機技術(shù)在飛速發(fā)展的同時應(yīng)注意的

        在使用單片機進行作業(yè)的同時要注意單片機技術(shù)協(xié)調(diào)性;掌握單片機的使用技巧,根據(jù)其特點進行合理實施,避免出現(xiàn)一些不必要的損失。

        1.建立完善的操作系統(tǒng),例如在工業(yè)上進行冶金采礦的時候要注意單機片的靈活性及其性能,工作的同時注意工作的穩(wěn)定環(huán)境,是否出現(xiàn)嚴重的濕度、溫度、酸度等不平衡的現(xiàn)象;在危險地情況下,保證單片機的工作狀態(tài)。

        2.建立完善的備份系統(tǒng),單片機雖然是一個微型的計算器,工作效率時間長,也要考慮其工作之外的意外環(huán)境和單片機的壽命的問題。做好完善備份的準備,對于日后作出合理的打算。

        3.建立完善的檢查系統(tǒng),考慮其工作效率的問題,以及對工作人員安全的考慮,在用單片機合成的高管設(shè)備時,一定要有超前的檢查工作,設(shè)備工作一段時間后就要及時的進行單機片更換或者維修的工作,保證其在安全的環(huán)境下不耽誤工作質(zhì)量。

        總結(jié):

        隨著經(jīng)濟市場的不斷推動,單片機的質(zhì)量性能也在不斷地提高;同時,在促進單機片發(fā)展的初期,要做好合理的預(yù)算;中期,要不斷的進行知識的補充、不斷地實踐,反復(fù)的修改;最后,新的單機片要充分利用其優(yōu)點,利用到生活的方方面面中,與現(xiàn)在的生活相結(jié)合,不會被人遺忘的同時,又不斷地給人類方便。才是單片機技術(shù)發(fā)展以及應(yīng)用做好的解釋。

        參考文獻

        [1] 古志堅,基于單片機的步進電機控制系統(tǒng)研究,華南理工大學(xué)2013.

        [2] 陳黃飛,單片機技術(shù)的發(fā)展及應(yīng)用探析,廣東工業(yè)大學(xué)華立學(xué)院2011.

        單片機技術(shù)論文參考范文篇三:《淺談單片機抗干擾技術(shù)》

        摘要:近年來,單片機在工業(yè)自動化、生產(chǎn)過程控制、智能化儀表等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入和廣泛,有效地提高了生產(chǎn)效率,改善了工作條件,大大提高了控制質(zhì)量與經(jīng)濟效益。但是,測控系統(tǒng)的工作環(huán)境往往是比較惡劣和復(fù)雜的,因此微機測控系統(tǒng)必須長期穩(wěn)定、可靠地運行,否則將導(dǎo)致控制誤差加大,嚴重時會使系統(tǒng)失靈,甚至造成巨大的損失。因此提高微機系統(tǒng)的可靠性、安全性,成為人們?nèi)找骊P(guān)心的問題。單片機抗干擾技術(shù)的研究,就是在這種需求下產(chǎn)生的。

        關(guān)鍵詞:單片機 抗干擾技術(shù) 硬件抗干擾 軟件抗干擾 自恢復(fù)程序

        引言:隨著集成電路集成度的提高,微處理器的發(fā)展除了不斷增強芯片的處理能力,提高產(chǎn)品的性能價格比,發(fā)展高性能的通用微型計算機之外,還在一塊芯片上不斷集成更多的功能部件,從而使微型計算機的硬件系統(tǒng)更加簡化,使得微型計算機以單片機控制系統(tǒng)的形式不斷深入儀器、家用電器、設(shè)備控制等控制領(lǐng)域。

        在日常生活中,影響測控系統(tǒng)可靠、安全運行的主要因素是來自系統(tǒng)內(nèi)部和外部的各種電氣干擾。這些因素對測控系統(tǒng)造成的干擾后果主要表現(xiàn)在下述幾個方面:

        ①數(shù)據(jù)采集誤差加大;

       ?、诳刂茽顟B(tài)失靈:

        ③數(shù)據(jù)受干擾發(fā)生變化;

       ?、艹绦蜻\行失常。

        一般來說,單片機微機測控系統(tǒng)的可靠性技術(shù)主要包括兩方面:硬件抗干擾技術(shù)和軟件抗干擾技術(shù)。

        1 干擾的分類。干擾的類型通常按噪聲產(chǎn)生的原因、噪聲傳導(dǎo)模式和噪聲波形性質(zhì)的不同進行劃分。

        2 硬件抗干擾技術(shù)。它能有效抑制干擾源,阻斷干擾傳輸通道,只要合理地布置與選擇有關(guān)參數(shù),硬件抗干擾措施能很好地抑制系統(tǒng)的干擾。

        硬件抗干擾技術(shù)措施是經(jīng)常采用的一種有效方法。通過合理的硬件電路設(shè)計,可以消減或抑制大部分干擾。

        2.1 選用頻率低的微控制器:

        2.2 減小信號傳輸中的畸變;

        2.3 減小信號線間的交叉干擾;

        2.4 減小來自電源的噪聲;

        2.5 注意印刷線板與元器件的高頻特性;

        2.6 元件布置要合理分區(qū);

        2.7 處理好接地線;

        2.8 用好去耦電容。

        硬件措施如果得當(dāng),可將絕大部分干擾拒之門外,但仍然會有少數(shù)干擾進入微機系統(tǒng),故軟件措施作為第二道防線必不可少。因此,一個成功的抗干擾系統(tǒng)是由硬件和軟件相結(jié)合構(gòu)成的。

        3 軟件抗干擾技術(shù)。軟件抗干擾方法具有簡單、靈活方便、耗費配件資源少的特點,在微機測控系統(tǒng)中獲得了廣泛應(yīng)用。

        在工程實踐中,軟件抗干擾研究的內(nèi)容主要是:一、消除模擬輸入信號的噪聲(如數(shù)字濾波技術(shù)):二、程序運行混亂時使程序重入正軌的方法。下面針對后者提出了幾種有效的軟件抗干擾方法。

        3.1 指令冗余。CPU取指令過程是先取操作碼,再取操作數(shù)。在關(guān)鍵地方人為插入一些單字節(jié)指令,或?qū)⒂行巫止?jié)指令重寫稱為指令冗余。

        3.2 攔截技術(shù)。所謂攔截,是指將亂飛的程序引向指定位置,再進行出錯處理。通常用軟件陷阱來攔截亂飛的程序。因此先要合理設(shè)計陷阱,其次要將陷阱安排在適當(dāng)?shù)奈恢谩?/p>

        3.2.1 軟件陷阱的設(shè)計。當(dāng)亂飛程序進入非程序區(qū),冗余指令便無法起作用。通過軟件陷阱,攔截亂飛的程序,將其引向指定位置,再進行出錯處理。軟件陷阱是指用來將捕獲的亂飛程序引向復(fù)位入口地址0000H的指令。通常在EPROM中非程序區(qū)填入以下指令作為軟件陷阱:

        NOP

        NOP

        LIMP 0000H

        其機器碼為0000020000。

        3.2.2 陷阱的安排。通常在程序中未使用的EPROM空間填0000020000。最后一條應(yīng)填入020000,當(dāng)亂飛的程序落到此區(qū),即可自動入軌。在用戶程序區(qū)各模塊之間的空余單元也可填入陷阱指令。當(dāng)使用的中斷因干擾而開放時,在對應(yīng)的中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱,能及時捕獲錯誤的中斷。如某應(yīng)用系統(tǒng)雖未用到外部中斷1,外部中斷1的中斷服務(wù)程序可為如下形式:

        NOP

        NOP

        RETI

        考慮到程序存貯器的容量,軟件陷阱一般1K空間有2~3個就可以進行有效攔截。

        3.3 軟件“看門狗”技術(shù)。若失控的程序進入“死循環(huán)”,通常采用“看門狗”技術(shù)使程序脫離“死循環(huán)”。通過不斷檢測程序循環(huán)運行時問,若發(fā)現(xiàn)程序循環(huán)時間超過最大循環(huán)運行時間,則認為系統(tǒng)陷入“死循環(huán)”,需進行出錯處理。

        “看門狗”技術(shù)可由硬件實現(xiàn),也可由軟件實現(xiàn)。在工業(yè)應(yīng)用中,嚴重的干擾有時會破壞中斷方式控制字,關(guān)閉中斷。則系統(tǒng)無法定時“喂狗”,硬件看門狗電路失效。而軟件看門狗可以有效地解決這類問題。

        除上述外,有部分的干擾也來自系統(tǒng)設(shè)計時的失誤,這些錯誤完全能在系統(tǒng)開始被發(fā)現(xiàn)與改正。

        3.3.1 注意IO復(fù)用引起的噪音。盡管現(xiàn)在單片機的資源有所提升,但普遍單片機的資源十分有限,其中一個就是IO。利用10擴展,還有就是10復(fù)用。例如:對移位寄存的外設(shè)的設(shè)置,時鐘與數(shù)據(jù)線復(fù)用,鎖存線獨立。這看似沒有什么問題,但對于某些10最好能獨立。

        3.3.2 注意在程序和外設(shè)IO操作的頻率過高引起的噪音。在很小的空間進行布線更要注意。現(xiàn)在的處理器的工作頻率越來越高,IO的速度也越來越高。新型的ARM內(nèi)核的處理器STM32的IO能有幾十兆的工作頻率。單片機中高檔的如:AVR、增強型5l、飛思卡爾等都能工作在納秒級別的指令和10操作。

        舉例說:一般人機交流用LCD或數(shù)碼管。有些多個數(shù)字的數(shù)碼管有的是數(shù)據(jù)線共用的,這就需要進行掃描。而一些程序員在LCD顯示設(shè)計時會定時更新,在麥克風(fēng)這樣緊湊的空間里,很容易引起噪音。解決方法是數(shù)碼管盡量能靜態(tài)顯示,LCD不必要就減少更新。

        3.3.3 不必要的設(shè)備或功能關(guān)閉。部分設(shè)備不關(guān)閉可能會引起噪音。如:HTl621有音頻輸出,如果不關(guān)閉加上步線不好,很容易引起噪音。

        4 系統(tǒng)故障處理、自動恢復(fù)程序的設(shè)計。單片機系統(tǒng)因干擾復(fù)位或掉電后復(fù)位均屬非正常復(fù)位,應(yīng)進行故障診斷并能自動恢復(fù)非正常復(fù)位前的狀態(tài)。

        程序的執(zhí)行總是從0000H開始,導(dǎo)致程序從0000H開始執(zhí)行有四種可能:系統(tǒng)開機上電復(fù)位;軟件故障復(fù)位;看門狗超時未喂狗硬件復(fù)位;任務(wù)正在執(zhí)行中掉電后來電復(fù)位。四種情況中除第一種情況外均屬非正常復(fù)位,需加以識別。

        4.1 硬件復(fù)位與軟件復(fù)位的識別。此處硬件復(fù)位是指開機復(fù)位與看門狗復(fù)位,硬件復(fù)位對寄存器有影響,如復(fù)位后PC=0000H,SP=07H,PSW=00H等。而軟件復(fù)位則對sP、SPW無影響。故對于微機測控系統(tǒng),當(dāng)程序正常運行時,將sP設(shè)置地址大于07H,或者將PSW的第5位用戶標志位在系統(tǒng)正常運行時設(shè)為1。那么系統(tǒng)復(fù)位時只需檢測PSW.5標志位或sP值便可判定是否硬件復(fù)位。

        4.2 開機復(fù)位與看門狗故障復(fù)位的識別。開機復(fù)位與看門狗故障復(fù)位因同屬硬件復(fù)位,所以要想予以正確識別,一般要借助非易失性RAM或者EEROM。當(dāng)系統(tǒng)正常運行時,設(shè)置一個可掉電保護的觀測單元。當(dāng)系統(tǒng)正常運行時,在定時喂狗的中斷服務(wù)程序中使該觀測單元保持正常值(設(shè)為AAH),而在主程中將該單元清零。因觀測單元掉電可保護,則開機時通過檢測該單元是否為正常值可判斷看門狗是否復(fù)位。

        4.3 正常開機復(fù)位與非正常開機復(fù)位的識別。識別測控系統(tǒng)中因意外情況如系統(tǒng)掉電等情況引起的開機復(fù)位與正常開機復(fù)位,對于過程控制系統(tǒng)尤為重要。因此可通過監(jiān)測單元對當(dāng)前系統(tǒng)的運行狀態(tài)、系統(tǒng)時間予以監(jiān)控,將控制過程分解為若干步或若干時間段,每執(zhí)行完一步或每運行一個時間段則對監(jiān)測單元置為關(guān)機允許值,不同的任務(wù)或任務(wù)的不同階段有不同的值,若系統(tǒng)正在進行測控任務(wù)或正在執(zhí)行某時間段,則將監(jiān)測單元置為非正常關(guān)機值。系統(tǒng)復(fù)位后可據(jù)此單元判斷系統(tǒng)原來的運行狀態(tài),并跳到出錯處理程序中恢復(fù)系統(tǒng)原始狀態(tài)。

        結(jié)語:在工程實踐中通常都是幾種抗干擾方法并用,互相補充完善,才能取得較好的抗干擾效果。現(xiàn)在,單片機在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛,而且多在各種惡劣環(huán)境中應(yīng)用,對其可靠性要求也越來越高,因此必須采取抗干擾措施,否則難以穩(wěn)定、可靠運行。合理地使用軟件和硬件抗干擾技術(shù),可使系統(tǒng)最大限度的避免干擾的產(chǎn)生和受干擾后能使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行,保證系統(tǒng)長期穩(wěn)定可靠地工作,避免在設(shè)計完成后再去進行抗干擾的補救措施。

        參考文獻

        1 劉守義、楊宏麗、王靜霞,《單片機應(yīng)用技術(shù)》,西安:西安電子科技大學(xué)出版社,2002.8

        2 耿德根,《單片機抗干擾措施》,2004.12

        3 田裕康,《單片機抗干擾設(shè)計技術(shù)》,2005.2


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