单片机系统的可靠性与抗干扰技术.ppt

2018/2/21
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电子系统抗干扰
理论与技术
单片机系统的可靠性 与抗干扰技术
西北工业大学航海学院
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1 单片机系统可靠性与抗干扰技术概述
2 单片机系统的硬件抗干扰技术
3 单片机系统的软件抗干扰技术
4 Watchdog技术
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1 单片机系统可靠性与抗干扰技术概述
近年来,随着单片机在智能化仪器、自动检测、工业控制以及火箭导航尖端技术等领域的广泛应用,有效地提高了生产效率,改善了工作条件,大大提高了控制质量与经济效益。但是,单片机系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的,其必须长期可靠、安全、稳定地运行,否则将导致控制误差加大,严重时会使系统失灵,造成巨大的经济损失,甚至危及人们的生命安全。所以,人们在不断完善单片机系统硬件配置过程中,分析系统受干扰的原因,探讨和提高系统的抗干扰能力,这不仅具有一定的科学理论意义,并且具有很高的工程实用价值。
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干扰窜入单片机系统的主要途径
干扰窜入单片机系统的主要途径如图1所示。
图1 干扰窜入单片机系统主要途径示意图
(1)空间感应;(2)过程通道窜入的干扰;(3)电源系统窜入的干扰;
(4)地电位波动窜入的干扰;(5)反射波干扰
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干扰窜入单片机系统的主要途径
1. 空间感应的干扰
2. 过程通道的干扰
过程通道的干扰一般分为串模干扰和共模干扰。
(a)内部串扰(b)外部串扰
图2 串模干扰示意图
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干扰窜入单片机系统的主要途径
(a)单端输入(b)双端输入
图3 共模干扰示意图
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干扰窜入单片机系统的主要途径
3. 交流电源的干扰
4. 地电位波动的干扰
5. 反射波的干扰
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干扰的耦合方式
1. 直接耦合方式
2. 公共阻抗耦合方式
3. 电容耦合方式
4. 电磁感应耦合方式
5. 辐射耦合方式
6. 漏电耦合方式
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抗干扰原则
所谓抗干扰,就是针对干扰的产生、性质、传播途径、侵入的位置和侵入的形式,采取适当的方法消除干扰源,抑制耦合通道,减弱电路对噪声干扰的敏感性。
1. 消除干扰源
2. 抑制耦合通道
3. 减弱电路对噪声干扰的敏感性
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2 单片机系统的硬件抗干扰技术 过程通道干扰的抑制
1. 光电隔离
光电隔离是由光电耦合器来完成的。光电耦合器的结构如图4所示。
图4 光电耦合器结构
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