強電磁脈沖對單片機系統的輻照效應實(shí)驗研究

第一部分實(shí)驗中RAM內容改變，是由于沖擊期間發(fā)生了寫(xiě)操作。RAM芯片的腳、腳和數據線(xiàn)上都有很強的干擾信號，根據RAM寫(xiě)時(shí)序圖，當腳和腳上同時(shí)出現低電平時(shí)，就可能發(fā)生寫(xiě)操作，將數據線(xiàn)上帶有干擾的錯誤數據寫(xiě)入RAM。第二部分實(shí)驗中RAM內容改變的原因有兩個(gè):(1)由于在兩次寫(xiě)之間約有7～8μs的間隔，在此期間可能發(fā)生了不該發(fā)生的寫(xiě)操作，從而寫(xiě)入錯誤數據;(2)循環(huán)寫(xiě)時(shí)，將數據線(xiàn)上帶有干擾的錯誤數據寫(xiě)入RAM。第三部分實(shí)驗中RAM內容改變的原因也有兩個(gè):(1)兩次讀之間發(fā)生了不該發(fā)生的寫(xiě)操作，改寫(xiě)了RAM內容;(2)正常讀時(shí)，將數據線(xiàn)上的錯誤數據讀入CPU。從讀寫(xiě)時(shí)序圖及圖5干擾波形來(lái)看，以上兩種情況都有可能發(fā)生。但從實(shí)驗結果看，第二種可能性較大，第一種可能性則很小。如果在兩次讀之間發(fā)生了不該發(fā)生的寫(xiě)操作，循環(huán)讀時(shí)，累計數據改變的個(gè)數將使顯示的值很大。但實(shí)際上，顯示只有1～5。

2.7 定時(shí)器CTC電路效應實(shí)驗研究

　　按動(dòng)開(kāi)關(guān)K，使單片機工作于檢查CTC運行情況模塊。在該模塊中，設置定時(shí)器0工作于方式1，利用CTC中斷服務(wù)程序，在P1.1口產(chǎn)生一方波信號使LED發(fā)光。主程序停留在等待開(kāi)關(guān)K按下的指令上。在此期間對單片機進(jìn)行沖擊實(shí)驗。

　　實(shí)驗中有“死機”、重啟動(dòng)等現象發(fā)生?！八罊C”后CTC的狀態(tài)有停止工作和正常工作兩種。停止工作出現的原因有兩個(gè):(1)干擾使CTC停止計數，CTC不再產(chǎn)生中斷;(2)程序跑飛時(shí)執行了禁止中斷等指令。CTC仍能正常工作是因為程序雖進(jìn)入死循環(huán)，但CTC仍在計數，計滿(mǎn)后執行中斷子程序(賦初值，P1.1口電位取反)，使P1.1口輸出正常波形。

　　每次實(shí)驗在P1.1口采集到的波形與正常信號相比，其周期、脈寬等都有一定程度的變化。圖6給出了P1.1口的正常波形和單片機重啟動(dòng)時(shí)的干擾波形。正常波形的正負脈沖寬度為35μs左右;而重啟動(dòng)時(shí)干擾脈沖所在的低電平只有15μs，干擾過(guò)后，P1.1口一直為高電平(復位時(shí)的狀態(tài))。

本文對單片機系統在強電磁脈沖輻照下的重啟動(dòng)、死機、通訊出錯、改變控制狀態(tài)和A/D轉換誤差增加等效應進(jìn)行了研究。由于實(shí)驗的不徹底性，還未能觀(guān)察到硬損傷現象，對上述現象的解釋也不夠準確，有待進(jìn)行深入的實(shí)驗研究。