單片機控制系統的抗干擾優化設計
若兩次結果不相同,可再次重復執行一次,當第三次結果與前兩次之中的一次相同時,則認為另一結果是偶然故障引起的,應剔除。若三次結果均不相同,則初步判定為硬件永久性故障,需進一步檢查。這種辦法是用時間為代價來換取可靠性,稱為時間冗余技術,也稱為重復檢測技術。三是故障自動檢測與診斷技術,對于復雜系統,為了保證能及時檢測出有故障裝置或單元模塊,以便及時把有用單元替換上去,就需要對系統進行在線測試與診斷。這樣做的目的有兩個:一是為了判定動作或功能的正常性;二是為了及時指出故障部位,縮短維修時間。四是軟件可靠性技術:單片機控制系統運行軟件是系統要實行的各項功能的具體反映。軟件的可靠性主要標志是軟件是否真實而準確地描述了要實現的各種功能。因此對生產工藝過程的了解程度直接關系到軟件的編寫質量。提高軟件可靠性的前提條件是設計人員對生產工藝過程的深入了解,并且使軟件易讀、易測和易修改。五是失效保險技術:有些重要系統,一但發生故障時希望整個系統應處于安全或保險狀態。此外,還有常見的數字濾波、程序運行監視及故障自動恢復技術等。
(3) 安裝與調試。元器件與整個系統的安裝與調試,是保證系統運行與可靠性的重要措施。盡管元器件選擇嚴格,系統整體設計合理,但安裝工藝粗糙,調試不嚴格,仍然達不到預期的效果。
導致系統運行不穩定的外因是指單片機控制系統所處工作環境中的外部設備或空間條件導致系統運行的不可靠因素,主要包括以下幾點:一是外部電氣條件,如電源電壓的穩定性、強電場與磁場等的影響;二是外部空間條件,如溫度、濕度,空氣清潔度等;三是外部機械條件,如振動、沖擊等。
為保證系統可靠工作,必須創造一個良好的外部環境。例如:采取屏蔽措施、遠離產生強電場干擾的設備;加強通風以降低環境溫度;安裝緊固以防振動等。
元器件的選擇是根本,合理安裝調試是基礎,系統設計是手段,外部環境是保證,這是可靠性設計遵循的基本準則,并貫穿于系統設計、安裝、調試、運行的全過程。為實現這些準則,必須采取相應的硬件或軟件方面的措施,這是可靠性設計的根本任務。
中小規模的單片機控制系統在開發過程中,結合實際應用中的工作環境,采用以上的系統抗干擾優化設計的措施與方法,基本能有效地提高單片機系統的工作穩定性,充分地體現單片機控制系統在不增加控制成本的情況提高機電設備的自動化性能與智能性的優越所在。
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