單片機嵌入式系統的抗干擾技術(shù)應用

單片機嵌入式系統的穩定性會(huì )直接影響相關(guān)電氣設備的準確有效使用，單片機測控系統使用必須要保證系統長(cháng)期穩定運行，不然就會(huì )造成誤差增大，還可能造成系統失靈，導致重大損失，因此，必須要做好單片機的抗干擾工作，確保單片機系統的穩定運行。
1 干擾對單片機應用系統的影響
1.1 導致測量誤差變大
在單片機系統保持運行的過(guò)程中，干擾因素造成的電磁振蕩，會(huì )造成單片機系統中的模擬信號輸入通道受到干擾，造成信號疊加，導致系統的數據采集發(fā)生偏差。尤其是對于一些微弱的信號進(jìn)行測量時(shí)，這時(shí)如果干擾的電磁振蕩幅度較大，就很可能將微弱的信號淹沒(méi)，造成測量的失效。
1.2 導致控制系統失效
單片機嵌入式系統中的輸出控制信號在很多情況下是受到具體環(huán)境下的狀態(tài)輸入信號影響的，有時(shí)候也會(huì )受到相關(guān)信號的邏輯處理的結果影響，假設這些輸入的狀態(tài)信號被干擾了，造成輸入的信號狀態(tài)發(fā)生了改變，這時(shí)輸出的控制誤差加劇，可能會(huì )引起控制系統的失效，導致控制系統無(wú)法正常工作。
1.2 導致程序無(wú)法正常使用
在單片機嵌入式系統工作的過(guò)程中，在受到相應的干擾后，系統的自我保護和防御功能可能會(huì )對于相關(guān)電氣設備進(jìn)行復位處理，但是在持續的干擾環(huán)境下，相關(guān)設備反復進(jìn)行復位操作，就會(huì )導致系統運行的終端，造成系統無(wú)法正常使用。在相關(guān)的干擾作用下，單片機嵌入式系統中的程序計數器的PC 數據也許會(huì )發(fā)生變更，對于程序的正常有效使用也是大大不利的。外界干擾對于單片機程序計數器PC 數值的影響是不確定的，這種隨機性可能會(huì )導致程序執行一些*沒(méi)有操作意義的指令，更有甚者，導致系統進(jìn)入死循環(huán)的模式中，造成系統設備的操作混亂甚至死機。
2 單片機嵌入式系統的硬件抗干擾措施
2.1 優(yōu)化供電設計
在很多情況下，單片機嵌入式系統連接的相關(guān)電氣設備遭到干擾，其中很大一部分原因來(lái)源于電能供應的不穩定性，因此，要想實(shí)現單片機嵌入式系統的穩定運行，首先要對于相關(guān)的供電系統進(jìn)行優(yōu)化設計，為了達到穩定電能的作用，可以在電能系統中使用交流穩壓器，防止因為電源的電壓過(guò)高或者過(guò)低造成的電能不穩定現象。此外，可以借助隔離變壓器和低通變壓器對于工頻噪聲和高頻噪聲進(jìn)行處理。保證系統的主機的電能供應和其他部位的電能供應區分開(kāi)，運用獨立安裝連接的穩壓器來(lái)防止其他的設備電能使用可能帶來(lái)的電壓不穩定現象。
2.2 優(yōu)化印制電路板布線(xiàn)和工藝
要確保單片機系統的抗干擾能力，要合理選擇使用電路板，一般情況下，多層電路板是單片機嵌入式系統中的有效電路板選擇對象。相對于單層電路板來(lái)說(shuō)，這種電路板的性能更好，將這種多層電路板接入系統中，能夠防止原件之間相互耦合和電位差的現象發(fā)生，保證單片機系統的穩定性。在印刷電路板時(shí)，要注意嚴謹性，進(jìn)行合理的分區處理，確保數字電路、模擬電路之間不會(huì )靠的太近，防止相互電路之間的干擾，進(jìn)行清晰的分區處理，尤其要做到對于地線(xiàn)的區分使用，確保地線(xiàn)和各自的電源端有效連接。在進(jìn)行走線(xiàn)方式的制定時(shí)，要考慮到焊接面和元件面中的走向不能出現平行的連接，可以進(jìn)行適當的彎曲和斜交。導線(xiàn)與導線(xiàn)之間要做好相互之間的平行程度控制，做到盡可能縮小平行長(cháng)度。對于信號線(xiàn)的布局應該堅持距離的盡可能拉大來(lái)進(jìn)行布線(xiàn)。在印制電路板的相關(guān)操作中，還要注重送電方式要符合相關(guān)的規則，做好單點(diǎn)接線(xiàn)和接地工作。不同的分區中，要確保地線(xiàn)和電源的分離，且都需要用粗線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)，將元器件按照有噪音產(chǎn)生和無(wú)噪音產(chǎn)生進(jìn)行區分。
3 單片機嵌入式系統的軟件抗干擾措施
單片機系統常受到軟件系統帶來(lái)的干擾因素影響，造成單片機系統運行的不穩定現象。這是因為很多軟件中包含了感染信號，這種感染信號的出現是從眾多參與主體中產(chǎn)生的，對于這種感染信號的來(lái)源判斷具有一定的不確定性。因此，即使之前在單片機嵌入式系統中做好相關(guān)硬件的抗干擾工作，也不能*保證單片機系統在運行中就不會(huì )受到干擾了，這就要求對于單片機系統中的軟件進(jìn)行抗干擾能力設計。一般針對系統中的軟件進(jìn)行抗干擾設計，主要是通過(guò)輸入信號的重復檢測和數字濾波技術(shù)進(jìn)行處理。在相關(guān)的軟件應用到單片機嵌入式系統中，必須考慮到軟件的安全性，做好軟件的安全保護措施，尤其是要做好RAM 數據的保護措施，防止因為干擾造成的數據丟失，影響系統的有效運作。
4 結論
當前，單片機嵌入式系統在相關(guān)的電氣設備中的應用越來(lái)越普遍，為設備性能的提升，測試的準確性帶來(lái)了有效的幫助，單片機嵌入式系統的有效運行對于系統的穩定性要求比較高，這就要求在單片機嵌入式系統中，必須針對其硬件和軟件進(jìn)行優(yōu)化設計，確保系統抗干擾性能的提升。