高精度直流微電阻測試儀的研究與開(kāi)發(fā)-----軟件系統設計

4.9軟件方面的可靠性設計

在提高硬件系統抗干擾能力的同時(shí)，還要進(jìn)行軟件抗干擾的設計。

軟件方面的可靠性設計通常有以下幾種方法：

1.數字濾波

（1）算術(shù)平均法對某一點(diǎn)的數值連續多次采樣，取其算術(shù)平均值，這種方法可以減小系統的隨機干擾對數據采集的影響；

（2）比較取舍法對某一點(diǎn)數據連續采樣多次，剔除較大偏差；

（3）中值法對某一點(diǎn)數值連續采樣多次，依次排序，取其中間值作為采樣結果；

（4）一階遞推數字濾波法

這種方法是利用軟件完成Rc低通濾波器的算法，代替硬件實(shí)現Rc濾波.本系統在數字濾波方面采用了算術(shù)平均法，即對某一點(diǎn)的數值連續多次采樣并且剔除最大值和最小值，然后取其算術(shù)平均值，這種方法的好處就是取值能夠比較的符合實(shí)際電阻值，偏差較小，可以減小系統的隨機干擾對數據采集的影響和濾波方面的誤差。

2.設置軟件陷阱

當系統受到干擾后可能引起程序計數器PC值的改變，使系統程序沒(méi)有按照預定的順序執行，而是執行其他程序區的程序，或使PC值超出程序區，將非程序區的隨機數作為指令碼運行，影響了系統的正常運行。

為此，本系統也采用了設置軟件陷阱的方法來(lái)確保系統的軟件可靠性。在本軟件系統中，在非程序區安排指令強迫系統復位，不論PC失控后飛到非程序區的哪個(gè)字節，都能使系統復位。

3.應用“看門(mén)狗”技術(shù)

設置軟件陷阱能解決一部分程序失控的問(wèn)題，但當程序進(jìn)入某種非正常的死循環(huán)時(shí)，軟件陷阱可能不起作用。本軟件系統同時(shí)也設置了軟件“看門(mén)狗”，應用“看門(mén)狗”技術(shù)能夠使程序從死循環(huán)中恢復到正常狀態(tài)，“看門(mén)狗”就是一個(gè)時(shí)間監視器，軟時(shí)鐘是利用片內定時(shí)/計數器，定時(shí)時(shí)間比正常執行一次程序循環(huán)所需時(shí)間要長(cháng)。

程序正常運行未受干擾時(shí)，CPu每隔一段時(shí)間就對軟時(shí)鐘重置時(shí)間常數并使其復位，復位時(shí)間應比設定的定時(shí)時(shí)間要短，使系統不受影響地正常工作。當受到干擾使程序不能正常運行陷入死循環(huán)時(shí)，因不能及時(shí)發(fā)出復位脈沖，軟時(shí)鐘運行至既定的定時(shí)時(shí)間，軟時(shí)鐘可產(chǎn)生中斷，在中斷服務(wù)子程序中進(jìn)行相應處理。

軟件“看門(mén)狗”應用一個(gè)內部定時(shí)器來(lái)定時(shí)，此時(shí)應將它的溢出中斷設定為高級中斷。

啟動(dòng)軟件“看門(mén)狗”以后，在系統運行正常時(shí)，程序必須在定時(shí)器的定時(shí)間內重新設定定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間常數，從而使定時(shí)器不產(chǎn)生溢出中斷；當程序陷入死循環(huán)后，不能在定時(shí)器的定時(shí)時(shí)間內重新設其定時(shí)時(shí)間常數，使得定時(shí)器產(chǎn)生溢出中斷，程序通過(guò)執行中斷處理而退出死循環(huán)。在中斷處理程序中要進(jìn)行錯誤處理并用軟件使系統復位。

在本系統中應用了“看門(mén)狗”軟件，目的就是為了保證軟件運行的可靠性，這也是眾多測試測量?jì)x器所通用的防止系統出現非正常死循環(huán)時(shí)的方法。