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浅谈单片机在工业领域中的抗十扰问题
 
   
 
 
 
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
孙笑笑1 郭峰2（1． 沈阳博林特电梯股份有限公司，辽宁沈阳110027；2． 辽宁诚安消防工程有限公司，辽宁沈阳110036）
【摘要】随着电子技术的不断发展，抗干扰也成为设计电子电路时必须考虑的问题之一，本文阐述了对单片机[]在工业领域中抗干扰的一些经验汇总。
【关键词】单片机；抗干扰；指令冗余；拦截技术
一、工业现场中主要的干扰源
（1）电源对单片机的干扰。由于单片机电路通过电源电路接到电网，所以电网的噪声可以通过电源电路干扰窜进单片机线路，这是单片机电路受干扰的主要原因之一。单片机系统中最主要并且危害最严重的干扰源也来自电源的污染。工业发展越迅速，电源的污染越严重。许多文献认为，电网电源的抗干扰措施完善了，单片机和电子电路的抗干扰问题就解决了一半。由此可见抑制电源干扰的重要性。电源干扰可以从以下几种情况来详细考虑：第一种情况，通过电源变压器的耦合。由于变压器的初级线圈靠得很近，这两部分间的分布电容通常有数百PF。这种分布电容不仅电容量大，而且有十分好的频率特性，对高频噪声有很低的阻抗；第二种情况，电源本身的过压、欠压、停电等故障引起的电源的噪声。任何电源及输电线都存在内阻，正是这些内阻引起电源的噪声干扰。第三种情况，浪涌、下陷、尖峰电压与其它电源干扰。大功率设备在接通瞬间需要很大的启动电流，并可持续几百毫秒，从而在输电线路内阻上将产生很大的压降，这是电网中产生电压瞬变（浪涌、下陷）的主要原因。这些噪声迭加在正弦交流电压上沿线路传输，在所到之处引起干扰，如果幅度过大，会毁坏设备。（2）高频设备对单片机的干扰。高频设备在运行过程中高速的进行开关的切换时，产生大量耦合性噪声。此外变频器的整流桥对电网来说是非线性负载，它所产生的谐波会对同一电网的其他电子、电气设备产生谐波干扰。（3）感性负载对单片机的干扰。在电力拖动控制系统中，接通或分断感性负载（比如电机、交流接触器线圈等）是一种常见的控制动作。在感性负载的通断过程中，其触点都会产生较大的电弧。这种电弧放电产生一种很强的电磁干扰，这给单片机的工作带来非常严重的影响。
二、C51 单片机抗干扰的措施
C51 单片机的抗干扰措施主要分为两大类，硬件抗干扰和软件抗干扰。（1）继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反向电动势干扰。（
2）在继电器接点两端并接火花抑制电路（一般用RC 串联电路），减少电火花的影响。（3）给电机加滤波电路，注意电容、电感引线要尽量短。（4）可控硅两端并接RC 抑制电路，减小可控硅产生的噪声。（5）外壳接大地，解决人身安全及防外界电磁场干扰。（6）如果单片机的I[]/O 口用来控制电机等噪声器件，在I/O 口与噪声源之间应加隔离。（7）注意晶振布线。晶振与单片机引脚尽量靠近，用地线把时钟区隔离起来，晶振外壳接地并固定。（8）单片机和大功率器件的地线要单独接地，以减少相互干扰。大功率器件尽可能放在电路板边缘。（9）布线时，电源线和地线要尽量粗。除减少压降外，更重要的是降低耦合噪声。（10）对单片机使用电源监控及看门狗，如IMP809、IMP706、IMP8