單片機應用系統的抗干擾方法
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③ 時(shí)間監視器
時(shí)間監視器（Watch－Dog Timer），也稱(chēng)“看門(mén)狗”技術(shù)，用于設立軟件陷阱失效的情況下，讓系統從故障中恢復過(guò)來(lái)。因為因干擾而失控的程序不一定都會(huì )掉到陷阱中去，比如程序的死循環(huán)就是如此。所謂死循環(huán)，就是由于某種原因使程序陷入某個(gè)應用程序或中斷服務(wù)子程序中做無(wú)休止的循環(huán)。這樣，CPU及其他系統資源被其占用而別的任務(wù)程序都無(wú)法執行。也就是說(shuō)，死循環(huán)使程序失去正?？刂?，但它不會(huì )使程序控制轉入陷阱區，因而軟件陷阱無(wú)法捕捉它。
時(shí)間監視器由兩個(gè)計數器組成，計數器靠系統時(shí)鐘（或分頻后的脈沖信號）進(jìn)行計數。當計數器記滿(mǎn)時(shí)，將由計數器產(chǎn)生一個(gè)復位信號，強迫系統復位，使系統重新執行程序。在正常情況下，每隔一定的時(shí)間（根據系統應用程序執行的長(cháng)短來(lái)確定），程序使計數器清零。這樣，計數器就不會(huì )記滿(mǎn)，因而不會(huì )產(chǎn)生復位。本文引用地址：http://dyxdggzs.com/article/201612/324745.htm
圖2 SPCE061A 看門(mén)狗結構與時(shí)序
例如，凌陽(yáng)單片機SPCE061A的WatchDog的清除時(shí)間周期為0.75s。因為WatchDog的溢出復位信號WatchDog_Reset是由4Hz時(shí)基信號經(jīng)4分頻之后產(chǎn)生的，即每4個(gè)4Hz時(shí)基信號(1s)將會(huì )產(chǎn)生一個(gè)WatchDog_Reset信號。而清除WatchDog的WatchDog_Clear信號卻可以發(fā)生在4Hz信號(0.25s)之間的任意一個(gè)時(shí)刻點(diǎn)上。假如WatchDog_Clear信號發(fā)生在4Hz信號尾端的0.01s即第0.25s時(shí)刻，此時(shí)雖然WatchDog被清除掉，但由于它發(fā)生在4Hz信號之后，再經(jīng)3個(gè)4Hz信號即0.75s，如果一直沒(méi)有WatchDog_Clear信號，便會(huì )產(chǎn)生出一個(gè)WatchDog_Reset信號。如圖2所示，如果程序運行不正常，例如陷入死循環(huán)等，計數器將記滿(mǎn)而產(chǎn)生溢出此溢出信號用來(lái)產(chǎn)生復位信號，使程序重新開(kāi)始啟動(dòng)。在編程中，我們只需將0X0001H寫(xiě)入P_WatchDog_Clear單元即可完成清除WatchDog操作，如果在0.75秒內沒(méi)有將0X0001H寫(xiě)入P_WatchDog_Clear單元，則CPU將進(jìn)行系統復位操作，即平常我們說(shuō)的重啟系統?？撮T(mén)狗經(jīng)常用于延時(shí)程序中，如
void Delay()
{
unsigned int j;
for(j=0x7fff;j>0;j--);
*P_Watchdog_Clear = 0x0001;//清看門(mén)狗
}
④ 加入空操作NOP
在ROM或RAM的若干區域內，存放若干個(gè)空操作組，空操作的個(gè)數等于所選CPU芯片最長(cháng)指令節數?？詹僮髦噶頝OP除了占用一個(gè)存儲單元和執行時(shí)間外，對CPU的工作狀態(tài)沒(méi)有影響。如有選擇地在程序某地方插進(jìn)1～2個(gè)NOP指令，也能使PC中的內容得到調整，使程序在受到干擾后回到正確的順序。插入的位置要在程序調試過(guò)程中摸索、分析和實(shí)驗。一般來(lái)說(shuō)，在對外設端口的操作指令、多字節指令、轉移指令、堆棧操作指令前插入NOP指令會(huì )得到好的效果。此外，還可以在空操作組之后，再增加處理跑飛的程序，而且讓CPU在執行正常程序時(shí)，不執行這些指令組。只有當跑飛時(shí)才有可能遇到這些指令組。例如：
NOP
NOP
NOP
LJMP FF
FF：ACALL FLY
MOV A,FLG
CJNE A,#11H,RSM
……
⑤ 分段式軟件抗干擾
某些時(shí)候，控制系統要順序執行幾個(gè)不同的主循環(huán)通道以完成不同的功能。這時(shí)可在不同主環(huán)路內編制抗干擾判別及自恢復功能。這樣做可以避免不必要的重復執行，以保證順序的完整性。
⑥ 數字濾波
數字濾波是通過(guò)程序設計對單片機數據采集部分輸入的信號進(jìn)行加工處理，以達到抗干擾的目的。當干擾疊加輸入通道的模擬信號時(shí)，使數據采集誤差加大，特別當輸入通道模擬信號較弱時(shí)，此現象更加嚴重。為了消除數據采集的誤差，常用算術(shù)平均法、比較取舍法、一階滯后濾波法和中值法，可根據信號和干擾的規律，采用最優(yōu)的設計方法。
不同的單片機應用系統都有自己的系統要求和特點(diǎn)，在硬件和軟件抗干擾設計上也各有自己的特色。軟件抗干擾技術(shù)作為硬件抗干擾的補充，以其靈活性、實(shí)用性和可靠性在單片機應用系統抗干擾方面起著(zhù)舉足輕重的作用。在工程實(shí)踐中通常都是幾種抗干擾技術(shù)并用，互相補充，才能取得良好的抗干擾效果。我們在設計單片機應用系統時(shí)，要仔細分析干擾源，軟硬件抗干擾技術(shù)相結合，完善系統監控程序，則可以保證系統準確、可靠地運行。
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