对单片机系统可行的EMS技术方法
保证质量。
(3)硬件滤波
在需要对单片机系统进行低频信号传送时接入一些RC低通滤波器,可大大削弱各类高频干扰信号的作用。在单片机系统对电源环境要求较高时,可以使用电源滤波器,只保留工频50Hz的电源频率,滤除所有其它高低频电磁噪声。
(4)屏蔽
屏蔽对于各种电磁感应引起的干扰能起到很好的作用,用金属壳将单片机核心系统包围起来,再将金属外壳或金属闸接地就能将电磁干扰导入大地,从而去除干扰。屏蔽外壳的接地点要与系统信号参考地线点相接,如有从被金属屏蔽包围的单片机系统中引出信号线,应采用屏蔽线,其屏蔽层和外壳应在同一点接系统参考点。特别的参考接地点不同的系统应分别屏蔽,不可将其共处一金属屏蔽壳中。
3.2 软件EMS技术应用
(1)数字滤波器。采取软件的方法对叠加在模拟输入信号上的噪声进行抑制,以读取真正有用的信息。以下为几种常用滤波方式a.程序判断滤波b.中值滤波c.算术平均滤波d.去极值平均滤波e.加权平均滤波f.滑动平均滤波
(2)软件拦截技术。在程序受到干扰“跑飞”的情况下,采取措施使程序回到正常的轨道上来,常见的抗干扰技术有:软件拦截技术(软件陷阱等)常采用a.NOP指令使用b.未使用的中断区陷阱c.未使用的EPROM空间陷阱d.程序区陷阱
(3)程序运行监控系统(watchdog)当程序弹飞进入一个死循环时,冗余指令和软件陷阱都无能为力,系统将完全瘫痪。为此程序中应设一个运行监视系统(watchdog),应具有以下特征:a.本身能独立工作,基本上不依赖MCU。b.MCU在一段固定的时间内和该系统打一次交道,表明目前正常。c.当MCU进入死循环时,能及时发觉并使系统复位。
3.3 其他EMS技术应用
(1)在单片机系统的长线传输中,采用双绞屏蔽线做传输线能有效的抑制共模噪场及电磁场干扰。但应注意必需对传输线进行阻抗匹配,以免产生反射,使信号失真。
(2)单片机系统外围电路设计时要注意电平匹配。如TTL“1”电平是2.4~5伏,“0”电平是0~0.4伏;而CMOS输入“1”电平是4.99~5伏,“0“电平是0~0.01伏。因此,当CMOS器件接受TTL输出时,其输入端就要加电平转换器或上拉电阻,否则,CMOS器件就会处于不确定状态。
(3)单片机进行扩展时,不应超过其驱动能力,否则将会使整个系统工作不正常。如果要超负载驱动,则应加上总线驱动器,如74LS244、74LS245等。
(4)CMOS电路不使用的输入端不允许浮空。否则会引起逻辑电平不正常,易接受外界干扰产生误动作。在设计时可根据实际情况,将多余的输入端与正电源或地相连接。
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