單片機技術中的軟硬件防干擾方法

　　根據經驗，用軟件方法抑制信號通道干擾很有效，下面就這個范圍介紹幾種軟件抗干擾的方法。

　　4.1數據采集干擾抑制方法

　　進行實時數據采集時，為了消除傳感器通道中的干擾信號，有三種常用濾波方法。

　　(1)算術平均算法。對一點數據連續采樣多次，以其平均值作為該點采樣結果。這樣做可以減少系統的隨機干擾對采樣結果的影響，多次采樣一般取3～5次平均即可。

　　(2)比較取合法。當測控系統測量結果的個別數據存在偏差時，為了剔除個別誤差較大的數據，可采用此法，即根據幾個采樣點數據變化的規律，確定取合辦法。如：“采三取二”，就是對每點采樣三次，取兩次相同的為采樣結果。

　　(3)數字濾波法。該方法利用軟件完成RC低通濾波器的算法，經常采用的二階遞推數字濾波公式為：

　　實踐證明，采用軟件濾波對消除數據采集中的誤差可以獲得滿意效果。在應用中，究竟使用哪一種方法，要根據被采樣信號的具體變化規律進行選擇。

　　4.2控制失常的抑制方法

　　在大量開關量的單片機系統中，確保信號的正常狀態顯得尤為重要。

　　如果干擾進入系統影響到控制條件時，就會出現失控現象，通常可用下述兩種方法抑制。

　　(1)重復檢查法。對于開關量、控制條件處理輸出，進行循環采樣。若相鄰各次檢測結果在允許誤差范圍內，則輸出控制。如超出誤差范圍，則重新檢測，直至檢測結果符合要求為止。

　　(2)設置輸出寄存單元。當干擾侵入輸出通道使輸出狀態破壞時，也會導致控制失常。此時應考慮設置輸出寄存單元，在控制輸出時可及時查詢、比較寄存器單元的內容，一旦異常可及時糾正輸出狀態。

　　4.3程序盲目運行的抑制方法

　　系統受到干擾時，有時PC值被改變，結果導致程序飛出，盲目運行和進人死循環。顯然，抗干擾軟件要能做到：一旦系統出現上述情況后，能自動及時地引導系統恢復到正常狀態，以下兩種方法有效。

　　(1)設置Watchdog。Watchdog亦即跟蹤監視定時器，利用定時器中斷功能來監視程序的運行狀態。具體做法為：測算好最長循環程序循環一次的時間，然后定時時間的設置稍大于它。正常循環一次后，定時器重新置初值，否則定時器繼續計數，直到溢出進入中斷。在中斷服務程序中設置PC值，迫使其跳出死循環。

　　(2)設置陷阱方法。若PC值并非進人死循環，而是隨機“亂飛”，可設置陷阱攔截。具體做法是在所有子程序和程序快的連接處(前提是程序正常運行時不會進入該處)填上絕對跳轉指令，失控的PC一旦進入該處即可捕獲，迫使其重新回到復位狀態。

　　5 結束語

　　實踐證明，只要對單片機系統實行總體抗干擾設計，就可保障它在工作環境惡劣的條件下可靠運行。