變頻空調單片機測控系統的抗干擾設計

圖3光耦合器的應用

圖4光耦合器的應用

（1）采用隔離電源消除各功能模塊間的相互影響，提高抗干擾的能力；

（2）使用低通濾波器電源系統的干擾源大部分是高次諧波，因此利用低通濾波器濾掉高次諧波，以改善電源波形；

（3）采用分散獨立的功能塊供電在每塊系統功能模塊上用三端穩壓集成芯片，如7805等集成穩壓電源。每個(gè)功能塊單獨對電源進(jìn)行過(guò)載保護，不會(huì )因某塊穩壓電源故障而使整個(gè)系統遭到破壞，且減少了公共阻抗的相互耦合和公共電源的相互耦合，大大提高了供電可靠性，也有利于電源散熱。

地線(xiàn)干擾通常表現為外部干擾通過(guò)公共地線(xiàn)進(jìn)入主機系統，數字地線(xiàn)的干擾還表現為邏輯地的不等電位。因此，單片機系統的地線(xiàn)布置相當重要。解決地線(xiàn)干擾的辦法是正確處理好地線(xiàn)隔離問(wèn)題，同時(shí)為了避免模擬電路引入的噪聲通過(guò)地阻抗對數字電路產(chǎn)生影響，數字地與模擬地應分開(kāi)布線(xiàn)，單點(diǎn)連接。

將以上原則應用于實(shí)際系統的設計中，本系統采用了如圖2所示的電源、地線(xiàn)抗干擾設計。

23過(guò)程通道抗干擾措施

過(guò)程通道主要是單片機系統本身和外圍器件所產(chǎn)生的聯(lián)系。前向接口、后向接口與主機以及主機之間相互進(jìn)行信息傳輸的路徑，它的干擾主要是長(cháng)線(xiàn)傳輸的干擾。系統中解決的辦法是采取光電耦合的措施。

光電耦合是采用半導體光電耦合器件進(jìn)行隔離。它的主要優(yōu)點(diǎn)是能有效地抑制尖峰脈沖及各種干擾，使輸入電路中的干擾信號不能直接從電路上進(jìn)入輸出電路，從而使過(guò)程通道上信噪比大大提高。光電耦合有很強的抗干擾能力，原因如下：

（1）光電耦合的輸入阻抗很小，一般只有100Ω～1kΩ之間，而干擾源內阻很大，通常為100kΩ～100MΩ之間，因此分壓到光電耦合器輸入端的噪聲很??；

（2）干擾噪聲雖有較大的電壓幅度，但能量小，只

能形成微弱電流，而光電耦合器輸入部分的發(fā)光二極管是在電流狀態(tài)下工作的，即使有很高電壓幅值的干擾由于不能提供足夠的電流而被吸收；

（3）光電耦合是在密封條件下實(shí)現輸入電路和輸

出電路的光耦合，不會(huì )受到外界光線(xiàn)的干擾；

（4）輸入電路和輸出電路之間分布電容極小，一

般為0.5～2pF之間，而且絕緣電阻極大。因此，電路一邊的干擾很難通過(guò)光電耦合器饋送到另一邊去。[2]

系統主要在三種情況下應用了光電耦合器。其一是室內機信號由CPU的P21腳經(jīng)過(guò)光耦輸入到通信線(xiàn)上去，如圖3所示。為了使光耦兩端的輸入和輸出電平與各自的電路匹配，將光耦兩邊的電源分別置為各自電路的電源。電路中的＋12V電源通過(guò)一個(gè)1kΩ的電阻接光耦的輸入端，這個(gè)電阻作為光耦通路中的限流電阻，通過(guò)光耦輸入端的電流大小為I=12mA。因為電流傳輸率接近100％，故在輸出一側使220V電源通過(guò)一個(gè)22kΩ的電阻，I′=220/22k=10mA，略小于輸入端電流。第二個(gè)應用光電耦合的地方是室內機接收室外機的信號處。第三個(gè)應用光電耦合的場(chǎng)合是單片機輸出驅動(dòng)PG電機處，如圖4所示。其原理分析完全同上，不再贅述。

從以上的分析看出，通過(guò)AC/AC隔離電源和光電耦合電路，使以單片機為核心的中央處理控制系統與外界完全隔離開(kāi)來(lái)，極大地提高了系統運行的抗干擾能力，如圖5所示。