单片机嵌入式系统的抗干扰技术应用

李飞

摘要

单片机是目前各类电器产品制造中不可缺少的部分，在尤其足在家用电器、智能仪器仪表、工业自动化、生产过程中的运用更为普遍。在同一电力系统中可能连接着不同的电气设备，相关电气设备之间的电磁干扰是难以避免的，一旦某个相连的电气设备发生了断电、故障等情况，就可能引起电磁振荡，造成电气设备的相互干扰，单片机嵌入式系统也会受到一定的干扰，影响相关设备性能的稳定性和准确性。因此，为保证单片机嵌入式系统的安全可靠，减小因为干扰造成的误差等，可以对于相关的干扰因素进行技术保护，提升系统的抗干扰能力，促进设备的稳定、精准运行本文主要分析了相关的干扰因素对于单片机嵌入式应用系统的影响，探究单片机嵌入式系统的抗干扰技术应用的有效途径。

【关键词】单片机 嵌入式 抗干扰 技术应用

单片机嵌入式系统的稳定性会直接影响相关电气设备的准确有效使用，单片机测控系统使用必须要保证系统长期稳定运行，不然就会造成误差增大，还可能造成系统失灵，导致重大损失，因此，必须要做好单片机的抗干扰工作，确保单片机系统的稳定运行。

1 干扰对单片机应用系统的影响

1.1 导致测量误差变大

在单片机系统保持运行的过程中，干扰因素造成的电磁振荡，会造成单片机系统中的模拟信号输入通道受到干扰，造成信号叠加，导致系统的数据采集发生偏差。尤其是对于一些微弱的信号进行测量时，这时如果干扰的电磁振荡幅度较大，就很可能将微弱的信号淹没，造成测量的失效。

1.2 导致控制系统失效

单片机嵌入式系统中的输出控制信号在很多情况下是受到具体环境下的状态输入信号影响的，有时候也会受到相关信号的逻辑处理的结果影响，假设这些输入的状态信号被干扰了，造成输入的信号状态发生了改变，这时输出的控制误差加剧，可能会引起控制系统的失效，导致控制系统无法正常工作。

1.2 导致程序无法正常使用

在单片机嵌入式系统工作的过程中，在受到相应的干扰后，系统的自我保护和防御功能可能会对于相关电气设备进行复位处理，但是在持续的干扰环境下，相关设备反复进行复位操作，就会导致系统运行的终端，造成系统无法正常使用。在相关的干扰作用下，单片机嵌入式系统中的程序计数器的PC数据也许会发生变更，对于程序的正常有效使用也是大大不利的。外界干扰对于单片机程序计数器PC数值的影响是不确定的，这种随机性可能会导致程序执行一些完全没有操作意义的指令，更有甚者，导致系统进入死循环的模式中，造成系统设备的操作混乱甚至死机。

2 单片机嵌入式系统的硬件抗干扰措施

2.1 优化供电设计

在很多情况下，单片机嵌入式系统连接的相关电气设备遭到干扰，其中很大一部分原因来源于电能供应的不稳定性，因此，要想实现单片机嵌入式系统的稳定运行，首先要对于相关的供电系统进行优化设计，为了达到稳定电能的作用，可以在电能系统中使用交流稳压器，防止因为电源的电压过高或者过低造成的电能不稳定现象。此外，可以借助隔离变压器和低通变压器对于工频噪声和高频噪声进行处理。保证系统的主机的电能供应和其他部位的电能供应区分开，运用独立安装连接的稳压器来防止其他的设备电能使用可能带来的电压不稳定现象。

2.2 优化印制电路板布线和工艺

要确保单片机系统的抗干扰能力，要合理选择使用电路板，一般情况下，多层电路板是单片机嵌入式系统中的有效电路板选择对象。相对于单层电路板来说，这种电路板的性能更好，将这种多层电路板接入系统中，能够防止原件之间相互耦合和电位差的现象发生，保证单片机系统的稳定性。在印刷电路板时，要注意严谨性，进行合理的分区处理，确保数字电路、模拟电路之间不会靠的太近，防止相互电路之间的干扰，进行清晰的分区处理，尤其要做到对于地线的区分使用，确保地线和各自的电源端有效连接。在进行走线方式的制定时，要考虑到焊接面和元件面中的走向不能出现平行的连接，可以进行适当的弯曲和斜交。导线与导线之间要做好相互之间的平行程度控制，做到尽可能缩小平行长度。对于信号线的布局应该坚持距离的尽可能拉大来进行布线。在印制电路板的相关操作中，还要注重送电方式要符合相关的规则，做好单点接线和接地工作。不同的分区中，要确保地线和电源的分离，且都需要用粗线进行布线，将元器件按照有噪音產生和无噪音产生进行区分。

3 单片机嵌入式系统的软件抗干扰措施

单片机系统常受到软件系统带来的干扰因素影响，造成单片机系统运行的不稳定现象。这是因为很多软件中包含了感染信号，这种感染信号的出现是从众多参与主体中产生的，对于这种感染信号的来源判断具有一定的不确定性。因此，即使之前在单片机嵌入式系统中做好相关硬件的抗干扰工作，也不能完全保证单片机系统在运行中就不会受到干扰了，这就要求对于单片机系统中的软件进行抗干扰能力设计。一般针对系统中的软件进行抗干扰设计，主要是通过输入信号的重复检测和数字滤波技术进行处理。在相关的软件应用到单片机嵌入式系统中，必须考虑到软件的安全性，做好软件的安全保护措施，尤其是要做好RAM数据的保护措施，防止因为干扰造成的数据丢失，影响系统的有效运作。

4 结论

当前，单片机嵌入式系统在相关的电气设备中的应用越来越普遍，为设备性能的提升，测试的准确性带来了有效的帮助，单片机嵌入式系统的有效运行对于系统的稳定性要求比较高，这就要求在单片机嵌入式系统中，必须针对其硬件和软件进行优化设计，确保系统抗干扰性能的提升。

参考文献

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