集中式智能電表的抗干擾設計

智能電表要求長(cháng)年連續地掛網(wǎng)運行，如果不采取有效的抗干擾措施，當遭遇到較強的干擾信號時(shí)，其性能的可靠性與運行的安全性均會(huì )降低，為此我們總結了以下抗干擾方面的措施。

硬件抗干擾設計
電量信號的采集和輸出部分采用光電耦合器，光電耦合器的一次側和二次側是電絕緣的，因此對地電位差干擾有很強的抑制能力，同時(shí)也具有很強的抑制電磁干擾的能力。電源在向系統提供電能的同時(shí)，也會(huì )把干擾噪聲直接由供電端加在控制電路上，而單片機的復位線(xiàn)、中斷線(xiàn)等控制線(xiàn)，最易受到這種外界噪聲的干擾，因此必須采取一定措施來(lái)加以抑制、消除這種干擾。具體方法為：加屏蔽罩、隔離變壓器、磁環(huán)和π形濾波電路等，但這些只能使干擾脈沖的數量和幅度有所減少，難以從根本上解決。所以，還必須使用象MAX691A之類(lèi)的單片機專(zhuān)用電源監控芯片，以提高敏感器件的抗干擾能力。

軟件抗干擾設計
本系統采取的軟件抗干擾措施如下：
(1)對輸入信號采用電平檢測而非邊沿檢測，以減少各種隨機干擾脈沖的影響。
(2)對重要的狀態(tài)寄存單元備份，當系統狀態(tài)受干擾破壞后，能及時(shí)查詢(xún)備份寄存單元的信息，進(jìn)行狀態(tài)糾正。
(3)電量數據存放之前，對其進(jìn)行校驗，以保證數據的正確性。
(4)電量數據在6264和2465中都采取多址存放，互為備份，以確保萬(wàn)無(wú)一失。
(5) 設置自檢程序，在某些內存單元設置狀態(tài)標志，在開(kāi)機運行后，對其進(jìn)行監測，保證信息存儲、傳輸、運算的高可靠性。
(6) 插入空操作指令：在比較條件轉移指令、絕對轉移指令、中斷、堆棧指令前，以及數據表格后，插入空指令，提高系統的穩定性。
(7) 當程序運行失常，發(fā)生諸如：程序“跑飛”、數據區和工作寄存器中的數據遭到破壞,采取措施如下：
(a) 設置監視跟蹤定時(shí)器
因本系統設計有CPU安全監控電路，所以可通過(guò)使用MAX691A的定時(shí)中斷即看門(mén)狗(Watchdog)來(lái)監視程序的運行。只要程序正常運行，定時(shí)器就不會(huì )出現定時(shí)中斷。而當程序運行失常，因“跑飛”等原因不能對WDI進(jìn)行及時(shí)刷新時(shí)，看門(mén)狗定時(shí)器就會(huì )引發(fā)崩潰復位。
(b) 設置軟件陷阱
在程序存儲器的空白處，填滿(mǎn)空操作指令和長(cháng)轉移指令(LJMP ERR)，來(lái)截獲跑飛的程序，最后通過(guò)軟件強制復位，使程序返回到初始狀態(tài)。在MCS-51單片機的軟件復位過(guò)程中，必須連續執行兩次中斷返回指令RETI才能確保清除中斷標志，使系統恢復正常。出錯處理程序如下：
ERR:CLR EA ;   正確的軟件復位入口，關(guān)中斷
MOV 66H,#0AAH ; 重建上電標志
MOV 67H,#55H
MOV DPTR,#ERR1 ;準備第一次返回地址
PUSH DPL
PUSH DPH
RETI ;    清除高級中斷激活標志
ERR1: CLR A
PUSH ACC
PUSH ACC
RETI ;    清除低級中斷激活標志■