电磁脉冲辐照效应试验办法
电磁脉冲对电予体系的辐照效应试验办法，简略地说便是将被测电子体系置于电磁脉冲辐射场中，承受电磁脉冲的照耀，研讨被测体系在电磁脉冲照耀下受搅扰、损害的状况。
试验装备如图1所示。首要由吉赫横电磁波传输室(GTEM Cell)、Marx产生器、操控台和被试体系等组成。Marx产生器用于产生高电压，与GTEM室合作，在GTEM室内产生均匀电磁场。操控台首要由示波器、光接纳机和Marx操控面板组成。光接纳机和电场传感器组成模仿量光纤场丈量体系，首要用于将辐射电磁场转化成电压信号;示波器用来显现电场波形;Marx操控面板用来操控Marx产生器的充放电操作和陡化空隙的调整。
毛病重现原理
毛病重现的概念
计算机体系在电磁脉冲作用下可产生硬件损坏、数据收集差错增大、内存数据改动、程序跳转、重启动和死机等毛病。这些毛病现象是很多的、不同的计算机在不同环境、不同时刻受搅扰后产生的毛病现象的集总。假如拿出恣意一台计算机做试验，只能产生很少的几个毛病现象，因为这些计算机没有自动检测功用，有的毛病即使是产生了，也调查不到。如
果连毛病现象都调查不全，就无法找出毛病呈现的规则和原因，更谈不上进行防护技能研讨。因而，很有必要规划一套专门用于电磁脉冲效应试验的计算机体系，该体系具有以下功用：
·自动检测并显现体系自身呈现的毛病;
·搅扰时毛病最简单呈现;
·使呈现毛病的品种最多;
·具有毛病重现功用。
毛病重现是指主动地采纳必定的技能手段，使毛病重复呈现。想看哪种毛病就能呈现哪种毛病，想让它呈现儿次就呈现几回。这与一般电路中采纳有用办法抗搅扰的规划思维天壤之别。
毛病重现的条件
毛病重现并不是用计算机软件进行毛病仿真，而是毛病的实在再现。要使毛病重现，除了辐射场的起伏要满足强外，被测体系还要具有必需的硬件电路和软件环境。软件环境是指搅扰呈现时操控功用电路作业的程序正在运转，即时刻对准。例如，假如要考察电磁脉冲对A/D转化电路转化精度的影响，首要要有ADC，其非必须确保照耀时ADC正在作业。
完结毛病重现的技能手段
对辐射场强度和硬件电路的要求比较简单完结，难点是确保时刻对准。当然，有些毛病的重现对时刻对准要求很宽松，如死机和重启动，计算机简直在运转任何程序时都有或许呈现这两种毛病现象。
处理这一难点的办法是采纳程序模块化和循环等候技能。程序模块化使每一种毛病(效应)对应一个程序模块，想看哪种毛病，就运转相应的程序模块;想让毛病屡次呈现，就重复进行效应试验。循环等候技能是让计算机一直运转某一段或某一句程序，可大大提高搅扰成功的概率，使毛病最简单呈现。
体系组成及作业原理
硬件组成
本体系选用51系列单片机。为便于研讨程序存储器的效应状况，选用内部不含EPROM的8031作为中央处理器，程序固化在外部程序存储器中，这儿选用的是擦、写便利的E2PROM(2864或28C64)。因为8031内含CTC和SIO，不再另设外CTC和SIO。为使体系能够重现尽或许多的毛病现象，选用的外设芯片还有：外部数据存储器(6264)和ADC(AD0809)。别的，添加4位数码管用于信息显现，显现数据由4个锁存器(74LS373)保存。上述硬件电路既完结必定的功用又是被试验目标。体系组成如图2所示。
程序履行流程
该体系软件共由8个程序模块组成：指示单片机重启动的程序模块;查看CTC运转状况的程序模块;串口通讯功用查看程序模块;判别外RAM内容是否改动及读写是否犯错的程序模块;判别内RAM内容是否改动程序模块;查看A/D转化电路转化差错是否增大程序模块;判别外中止足否被误触发程序模块;显现E2PROM内容是否被改写的程序模块。
体系的作业进程也便是上述8个程序模块的运转进程，它们是在履行开关K的操控下次序履行的。图3给出了流程图。简直每一种效应试验对应一个程序模块。因为硬件损坏毛病与软件运转关系不大，并且毛病现象显着，无需专门设置程序模块。重肩动效应试验能够作业在除指示单片机重启动的程序模块的任一程序模块。死机效应试验能够作业在任一程序模块，因为毛病现象显着，无需检测程序。 毛病重现及检测的详细完结不同的毛病现象有不同的重现和检测办法。因为篇幅有限，只给出三种毛病重现及检测的完结办法。
外RAM效应
这部分试验包含三部分：一是不进行读写操作时，查看外RAM内容是否被改写;二是查看读操作是否犯错;三是查看写操作是否犯错。
榜首部分试验中，RAM内容被改写是因为RAM芯片被搅扰所造成的，只需编制检测程序。先在RAM的0000H～1FFFH单元写入同一数据(AA)，然后等候履行开关K的按下，等候期间进行冲击试验。冲击结束，读出RAM内容并判别是否改动。
第二、三部分试验，查看RAM的读写操作是否因搅扰而犯错。让持续时刻只要微秒量级的搅扰脉冲去搅扰履行时刻只要几个微秒的读写指令，这种事情产生的概率简直为0。关于搅扰源能够作业在重复作业方法的状况，能够使其在重复作业方法下作业，这无疑是一种不错的主意。可是，因为重复作业方法的重复频率并不能做得很高，最高只能到达1kHz左右，所以其作用并不显着。最有用的办法是使程序重复履行一条读或写指令，虽然两次读或写之间还有几条判别读或写入的数据是否正确的指令，但两次读或写之间的时刻距离也只要数十微秒量级，这就相当于让读写指令等着电磁脉冲来搅扰，然后大大提高了被搅扰的概率。
第二、三部分程序编制开始时，为了使其更具代表性，对RAM的一切单元进行读或写，即先将RAM的0000H～1FFFH单元清0，然后使程序循环读这些单元，或向这些单元循环写入数据AA，并实时查看读出或写入的数据是否正确。在试验中发现，第二、三部分试验犯错的次数，比榜首部分试验呈现的次数还多。虽然采纳了上述循环等候技能，但某条指令被搅扰的或许性仍是很小。屡次试验不得其解，后来在读试验显现犯错信息时查看RAM各单元的内容，发现每次都有一部分RAM单元的内容犯错，而读操作犯错不或许导致RAM内容改动，因而，并不是或不全是读写操作犯错，而是因为RAM内容被改写后，误判为读或写犯错。处理这一问题的办法是，使读写操作只对某逐个固定的RAM单元进行，因为一个单元被改写的概率是一切单元被改写概率的l/2，这就大大降低了误警概率。
串口SIO效应
串口SIO效应试验首要是看串口通讯是否犯错。要调查到这种毛病现象，就必须让单片机运转串口通讯程序。因为51型单片机只要一个串口，而要使其进行通讯，最少需求两个串口，这就至少需求有两套单片机体系，这将使设备和试验复杂化。在仔细研讨串口作业原理后，总算找到了只用一个单片机模仿串口通讯的计划：把CPU的TXD和RXD短接，将TXD端宣布的数据直接送入RXD进行接纳，使单片机作业于自发自收状况，经过查看接纳与发送的数据是否持平判别通讯是否正常。当然，仍需选用循环等候技能，使通讯循环进行，当运转正常时，在P1.1口产生脉冲信号，使赤色LED亮。假如通汛呈现反常，数码管将显现犯错信息，并将LED平息。
定时器CTC效应
为使CTC作业失误毛病重现，可在主程序中参加答应CTC中止的指令，使程序运转时，CTC一直在作业，等候电磁脉冲来搅扰。 定时器选用CPU内部定时器0，作业方法为方法1。编写CTC0的中止子程序，与软件计数器R0合作，在P1.1口产生一个方波信号，驱动LED闪亮。主程序等候K按下指令，等候期间进行搅扰试验。假如LED闪亮反常，标明CTC作业不正常。以下为定时器0的中止子程序：
试验成果
在规划该单片机体系曾经，曾用一单片机最小使用体系做效应试验，成果只能调查到死机现象。而将该体系用于效应试验后，调查到了硬件损坏、A/D转化差错增大、内存数据改动、程序跳转、死机、CTC作业失误、串口通讯犯错和程序存储器E2PROM内容被改写等多种毛病现象。经过很多、重复地试验，测出了各种毛病呈现的阈值，剖析了毛病呈现的原因。
图4是示波器记录下的串口RXD引脚上的正常信号和通讯犯错时的搅扰波形。图4标明，RXD上有很强的搅扰信号，并且低电平被展宽了3～4倍。
依据试验数据及串口作业原理，得出申行通讯犯错的原因有两个：
1.搅扰使SIO电路作业失误，如串口操控寄存器SCON内容改动，发送或接纳SBUF内容改动等，这些都或许引起接纳数据和发送数据不符，然后使通讯犯错;
2.RXD线上的搅扰信号使串行数据产生紊乱，然后使接纳数据犯错。
