软件抗干扰措施 - 单片机技术中的软硬件防干扰方法

4 软件抗干扰措施

　　根据经验，用软件方法抑制信号通道干扰很有效，下面就这个范围介绍几种软件抗干扰的方法。

　　4.1数据采集干扰抑制方法

　　进行实时数据采集时，为了消除传感器通道中的干扰信号，有三种常用滤波方法。

　　(1)算术平均算法。对一点数据连续采样多次，以其平均值作为该点采样结果。这样做可以减少系统的随机干扰对采样结果的影响，多次采样一般取3～5次平均即可。

　　(2)比较取合法。当测控系统测量结果的个别数据存在偏差时，为了剔除个别误差较大的数据，可采用此法，即根据几个采样点数据变化的规律，确定取合办法。如：“采三取二”，就是对每点采样三次，取两次相同的为采样结果。

　　(3)数字滤波法。该方法利用软件完成RC低通滤波器的算法，经常采用的二阶递推数字滤波公式为：

　　实践证明，采用软件滤波对消除数据采集中的误差可以获得满意效果。在应用中，究竟使用哪一种方法，要根据被采样信号的具体变化规律进行选择。

　　4.2控制失常的抑制方法

　　在大量开关量的单片机系统中，确保信号的正常状态显得尤为重要。

　　如果干扰进入系统影响到控制条件时，就会出现失控现象，通常可用下述两种方法抑制。

　　(1)重复检查法。对于开关量、控制条件处理输出，进行循环采样。若相邻各次检测结果在允许误差范围内，则输出控制。如超出误差范围，则重新检测，直至检测结果符合要求为止。

　　(2)设置输出寄存单元。当干扰侵入输出通道使输出状态破坏时，也会导致控制失常。此时应考虑设置输出寄存单元，在控制输出时可及时查询、比较寄存器单元的内容，一旦异常可及时纠正输出状态。

　　4.3程序盲目运行的抑制方法

　　系统受到干扰时，有时PC值被改变，结果导致程序飞出，盲目运行和进人死循环。显然，抗干扰软件要能做到：一旦系统出现上述情况后，能自动及时地引导系统恢复到正常状态，以下两种方法有效。

　　(1)设置Watchdog。Watchdog亦即跟踪监视定时器，利用定时器中断功能来监视程序的运行状态。具体做法为：测算好最长循环程序循环一次的时间，然后定时时间的设置稍大于它。正常循环一次后，定时器重新置初值，否则定时器继续计数，直到溢出进入中断。在中断服务程序中设置PC值，迫使其跳出死循环。

　　(2)设置陷阱方法。若PC值并非进人死循环，而是随机“乱飞”，可设置陷阱拦截。具体做法是在所有子程序和程序快的连接处(前提是程序正常运行时不会进入该处)填上绝对跳转指令，失控的PC一旦进入该处即可捕获，迫使其重新回到复位状态。

　　5 结束语

　　实践证明，只要对单片机系统实行总体抗干扰设计，就可保障它在工作环境恶劣的条件下可靠运行。