跟着单片机的开展，单片机在家用电器、工业自动化、生产进程操控、智能仪器仪表等范畴的运用越来越广泛。可是处于同一电力体系中的各种电气设备经过电或磁的联络互相严密相连，彼此影响，因为运转办法的改动，毛病，开关操作等引起的电磁振荡会涉及许多电气设备。这对咱们单片机体系的牢靠性与安全性构成了极大的要挟。单片机测控体系有必要长时刻安稳、牢靠运转，否则将导致操控差错加大，严峻时会使体系失灵，乃至构成巨大损失。因而单片机的抗搅扰问题已经成为不容忽视的问题。
1 搅扰对单片机运用体系的影响
1.1丈量数据差错加大
搅扰侵入单片机体系丈量单元模仿信号的输入通道，叠加在丈量信号上，会使数据收集差错加大。特别是检测一些弱小信号，搅扰信号乃至吞没丈量信号。
1.2 操控体系失灵
单片机输出的操控信号一般依赖于某些条件的状况输入信号和对这些信号的逻辑处理成果。若这些输入的状况信号遭到搅扰，引进虚伪状况信息，将导致输出操控差错加大，乃至操控失灵。
1.3 影响单片机RAM存储器和E2PROM等
在单片机体系中，程序及表格、数据存在程序存储器EPROM或FLASH中，防止了这些数据受搅扰损坏。可是，关于片内RAM、外扩RAM、E2PROM 中的数据都有或许遭到外界搅扰而改动。
1.4 程序运转反常
外界的搅扰有时导致机器频频复位而影响程序的正常运转。若外界搅扰导致单片机程序计数器PC值的改动，则损坏了程序的正常运转。因为受搅扰后的PC 值是随机的，程序将履行一系列毫无意义的指令，最终进入“死循环”，这将使输出严峻紊乱或死机。
2 怎么进步咱们设备的抗搅扰才干
2.1 处理来自电源端的搅扰
单片机体系中的各个单元都需求运用直 流电源，而直流电源一般是市电电网的交流电经过变压、整流、滤波、稳压后产生的，因而电网上的各种搅扰便会引进体系。除此之外，因为交流电源共用，各电子设备之间经过电源也会产生彼此搅扰，因而按捺电源搅扰特别重要。电源搅扰首要有以下几类：
2.1.1电源线中的高频搅扰（传导打扰）
供电电力线相当于一个承受天线，能把雷电、电弧、广播电台等辐射的高频搅扰信号经过电源变压器初级耦合到次级，构成对单片机体系的搅扰；处理这种搅扰，一般经过接口防护；在接口添加滤波器、或许运用阻隔电源模块处理。
2.1.2 理性负载产生的瞬变噪音（EFT）
堵截大容量理性负载时，能产生很大的电流和电压改动率，然后构成瞬变噪音搅扰，成为电磁搅扰的首要办法；处理这种搅扰，一般经过屏蔽线与双胶线，或在电源接口、信号接口进行滤波处理。这二种办法都需求在体系接地杰出的情况下进行，滤波器、接口滤波电路都有必要杰出的接地，这样才干有用的将搅扰泄放。
2.2 模仿信号采样抗搅扰技能
单片机运用体系中一般要对一个或多个模仿信号进行采样，并将其经过A/D转化成数字信号进行处理。为了进步丈量精度和安稳性，不只要确保传感器自身的转化精度、传感器供电电源的安稳、丈量放大器的安稳、A/D转化基准电压的安稳，并且要防止外部电磁感应噪声的影响，假如处理不妥，弱小的有用信号或许彻底被无用的噪音信号吞没。在实践作业中，能够选用具有差动输入的丈量放大器，选用屏蔽双胶线传输丈量信号，或将电压信号改动为电流信号，以及选用阻容滤波等技能。
2.3 数字信号传输通道的抗搅扰技能
数字输出信号可作为体系被控设备的驱动信号（如继电器等），数字输入信号可作为设备的呼应答复和指令信号（如行程开关、发动按钮等）。数字信号接口部分是外界搅扰进入单片机体系的首要通道之一。在工程规划中，对数字信号的输入/输出进程采纳的抗搅扰办法有：传输线的屏蔽技能，如选用屏蔽线、双胶线等；选用信号阻隔办法；合理接地，因为数字信号在电平转化进程中构成公共阻抗搅扰，挑选适宜的接地址能够有用按捺地线噪声。
2.4 硬件监控电路
在单片机体系中，为了确保体系牢靠、安稳地运转，增强抗搅扰才干，需求装备硬件监控电路，硬件监控电路从功用上包含以下几个方面：
（1）上电复位：确保体系加电时能正确地发动；
（2）掉电复位：当电源失效或电压降到某一电压值以下时，产生复位信号对体系进行复位；
（3）电源监测：供电电压出现反常时，给出报警指示信号或中断请求信号；
（4）硬件看门狗：当处理器遇到搅扰或程序运转紊乱产生“死锁”时，对体系进行复位。
2.5 PCB电路合理布线
PCB板规划的好坏对立搅扰才干影响很大。因而，在进行PCB 规划时，有必要恪守PCB 规划的一般准则，并应契合抗搅扰规划的要求。下面侧重阐明两点：
2.5.1要害器材放置
在器材安置方面与其它逻辑电路相同，应把彼此有关的器材尽量放得接近些，这样能够获得较好的抗噪声效果。时钟产生器、晶振和CPU 的时钟输入端都易产生噪声，要彼此接近些；CPU 复位电路、硬件看门狗电路要尽量接近CPU相应引脚；易产生噪声的器材、大电流电路等应尽量远离逻辑电路。
2.5.2 D/A、A/D 转化电路地线的正确衔接
D/A、 A/D 芯片及采样芯片均供给了数字地和模仿地，别离有相应的管脚。在线路规划中，有必要将一切器材的数字地和模仿地别离相连，但数字地与模仿地仅在一点上相连。别的，也能够选用屏蔽维护，屏蔽可用来阻隔空间辐射。对噪声特别大的部件（如变频电源、开关电源）能够用金属盒罩起来以削减噪声源对单片机的搅扰，对简略受搅扰的部分，能够添加屏蔽罩并接地，使搅扰信号被短路接地。
2.6 软件抗搅扰原理及办法
虽然咱们采纳了硬件抗搅扰办法，但因为搅扰信号产生的原因扑朔迷离，且具有很大的随机性，很难确保体系彻底不受搅扰。因而，往往在硬件抗搅扰办法的基础上，采纳软件抗搅扰技能加以弥补，作为硬件办法的辅佐手法。软件抗搅扰办法具有简略、灵敏便利、消耗低一级特色，在体系中被广泛运用。
2.6.1 数字滤波办法
数字滤波是在对模仿信号屡次采样的基础上，经过软件算法提取最迫临真值数据的进程。数字滤波的的算法灵敏，可挑选权限参数，其效果往往是硬件滤波电路无法到达的。
2.6.2 输入信号重复检测办法
输入信号的搅扰是叠加在有用电平信号上的一系列离散尖脉冲，效果时刻很短。当操控体系存在输入搅扰，又不能用硬件加以有用按捺时，可用软件重复检测的办法，到达“去伪存真”的意图，直到接连两次或接连两次以上的收集成果彻底一致时方为有用。若信号总是改动不定，在到达最高次数限额时，则可给出报警信号。关于来自各类开关型传感器的信号，如限位开关、行程开关、操作按钮等，都可选用这种输入办法。假如在接连收集数据之间刺进延时，则能够抵挡较宽的搅扰。
2.6.3 输出端口数据改写办法
开关量输出软件抗搅扰规划，首要是采纳重复输出的办法，这是一种进步输出接口抗搅扰功用的有用办法。关于那些用锁存器输出的操控信号，这些办法很有必要。在尽或许短的周期内，将数据重复输出，受搅扰影响的设备在还没有来得及呼应时，正确的信息又到来，这样就能够及时防止误动作的产生。在程序结构的安排上，可为输出数据树立一个数据缓冲区，在程序的周期性循环体内将数据输出。关于增量操控型设备不能这样重复送数，只要经过检测通道，从设备的反应信息中判别数据传输的正确与否。在履行重复输出功用时，关于可编程接口芯片，作业办法操控字与输出状况字同时重复设置，使输出模块牢靠地作业。
2.6.4 软件阻拦技能
当窜入单片机体系的搅扰效果在CPU 部位时，结果愈加严峻，将使体系失灵。最典型的毛病是损坏程序计数器PC 的状况，导致程序从一个区域跳转到另一个区域，或许程序在地址空间内“乱飞”，或许堕入“死循环”。运用软件阻拦技能能够阻拦“乱飞”的程序或许使程序脱节“死循环”，并将运转程序归入正轨，转到指定的程序进口。
2.6.5 “软件看门狗”技能
PC 遭到搅扰而失控，引起程序“乱飞”，也或许使程序堕入“死循环”。当软件阻拦技能不能使失控的程序脱节“死循环”的窘境时，一般选用程序监督技能WDT TIMER（WDT），又称“看门狗”技能，使程序脱离“死循环”。WDT 是一种软、硬件结合的抗程序跑飞办法，其硬件主体是一个用于产生守时T 的计数器或单稳，该计数器或单稳根本独立运转，其守时输出端接至CPU 的复位线，而其守时清零则由CPU 操控。在正常情况下，程序发动WDT 后，CPU 周期性的将WDT 清零，这样WDT 的守时溢出就不会产生，好像睡觉一般不起任何效果。在遭到搅扰的反常情况下，CPU 时序逻辑被损坏，程序履行紊乱，不或许周期性的将WDT 清零，这样当WDT 的守时溢出时，其输出使体系复位，防止CPU因一时搅扰而堕入瘫痪的状况。
