單片機系統抗干擾應用實(shí)例

本文在分析MAX813L工作原理的基礎上，結合實(shí)踐給出了其在51單片機系統中的具體抗干擾應用實(shí)例。詳細介紹了硬件電路的工作原理和相應的系統程序抗干擾編程方法。
[摘　要]　文章介紹了MAX813L的性能特點(diǎn)和工作原理，并給出了在51單片機系統抗干擾中的具體應用實(shí)例，詳細介紹了硬件連接電路和相應的軟件抗干擾編程技巧。
[關(guān)鍵詞]　MAX813L；抗干擾；單片機
　　近年來(lái)，單片機以其體積小、價(jià)格廉、面向控制等獨特優(yōu)點(diǎn)，在各種工業(yè)控制、儀器儀表、設備、產(chǎn)品的自動(dòng)化、智能化方面獲得了廣泛的應用。與此同時(shí)，單片機應用系統的可靠性成為人們越來(lái)越關(guān)注的重要課題。影響可靠性的因素是多方面的，如構成系統的元器件本身的可靠性、系統本身各部分之間的相互耦合因素等。其中系統的抗干擾性能是系統可靠性的重要指標。

1　MAX813L芯片及其工作原理
1．1　芯片特點(diǎn)　　
· 加電、掉電以及供電電壓下降情況下的復位輸出，復位脈沖寬度典型值為200 ms。
· 獨立的看門(mén)狗輸出，如果看門(mén)狗輸入在1．6 s內未被觸發(fā)，其輸出將變?yōu)楦唠娖健?br />· 1.25 V門(mén)限值檢測器，用于電源故障報警、電池低電壓檢測或＋5 V以外的電源監控。
· 低電平有效的手動(dòng)復位輸入。
　　· 8引腳DIP封裝。
1．2　MAX813L的引腳及功能　　
1．2．1　MAX813L芯片引腳排列見(jiàn)圖1—1

1．2．2　各引腳功能及工作原理
（1）手動(dòng)復位輸入端
　　當該端輸入低電平保持140 ms以上，MAX813L就輸出復位信號.該輸入端的最小輸入脈寬要求可以有效地消除開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)。與TTL/CMOS兼容。
（2）工作電源端（VCC）：接+5V電源。
（3）電源接地端（GND）：接0 V參考電平。
（4）電源故障輸入端（PFI）
　　當該端輸入電壓低于1．25 V時(shí)，5號引腳輸出端的信號由高電平變?yōu)榈碗娖健?br />　?。?）電源故障輸出端
　　電源正常時(shí)，保持高電平，電源電壓變低或掉電時(shí)，輸出由高電平變?yōu)榈碗娖健?br />（6）看門(mén)狗信號輸入端（WDI）
　　程序正常運行時(shí)，必須在小于1．6 s的時(shí)間間隔內向該輸入端發(fā)送一個(gè)脈沖信號，以清除芯片內部的看門(mén)狗定時(shí)器。若超過(guò)1．6 s該輸入端收不到脈沖信號，則內部定時(shí)器溢出，8號引腳由高電平變?yōu)榈碗娖健?br />（7）復位信號輸出端（RST）
　　上電時(shí)，自動(dòng)產(chǎn)生200 ms的復位脈沖；手動(dòng)復位端輸入低電平時(shí)，該端也產(chǎn)生復位信號輸出。
（8）看門(mén)狗信號輸出端
　　正常工作時(shí)輸出保持高電平，看門(mén)狗輸出時(shí)，該端輸出信號由高電平變?yōu)榈碗娖健?/p>

2　電路設計
2．1　基本工作原理　　
　　工業(yè)環(huán)境中的干擾大多是以窄脈沖的形式出現，而最終造成微機系統故障的多數現象為“死機”。究其原因是CPU在執行某條指令時(shí)，受干擾的沖擊，使它的操作碼或地址碼發(fā)生改變，致使該條指令出錯。這時(shí)，CPU執行隨機拼寫(xiě)的指令，甚至將操作數作為操作碼執行，導致程序“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”。為使這種“跑飛”或進(jìn)入“死循環(huán)”的程序自動(dòng)恢復，重新正常工作，一種有效的辦法是采用硬件“看門(mén)狗”技術(shù)。用看門(mén)狗監視程序的運行。若程序發(fā)生“死機”，則看門(mén)狗產(chǎn)生復位信號，引導單片機程序重新進(jìn)入正常運行。

　　此外，工業(yè)現場(chǎng)由于諸多大型用電設備的投入或撤出電網(wǎng)運行，往往造成系統的電源電壓不穩，當電源電壓降低或掉電時(shí)，會(huì )造成重要的數據丟失，系統不能正常運行。若設法在電源電壓降至一定的限值之前，單片機快速地保存重要數據，將會(huì )最大限度地減少損失。
　　單片機的掉電工作方式電路原理圖如圖2—1所示：當PD設置為1時(shí)，激活掉電方式，與非門(mén)輸出為低電平，時(shí)鐘發(fā)生器停止工作，單片機內所有運行狀態(tài)均被停止，只有片內RAM和SFR中的數據被保存起來(lái)。在單片機系統中可借助于一定的外部附加電路監測電源電壓，并在電源發(fā)生故障時(shí)及時(shí)通知單片機（如通過(guò)引發(fā)中斷來(lái)實(shí)現）快速保存重要數據，且斷開(kāi)外圍設備用電電源，使整個(gè)應用系統的功耗降到最少。當電源恢復正常時(shí)，取消掉電工作方式，通過(guò)復位單片機，使系統重新正常工作。