星载单片机系统抗干扰技术

3.3.3 软件看门狗技术  

当失控的程序进入“死循环”，冗余指令和软件陷阱也无能为力，通常采用“看门狗”技术。“看门狗”技术分为硬件和软件两种，这里主要介绍软件看门狗。如MCS-51，它有两个定时器T0和T1，可用这两个定时器对主程序进行监控。用定时器T0监视定时器T1，用定时器T1监视主程序，主程序监视定时器T0，“看门狗”根据程序运行指定时间间隔内未进行操作，来判断程序运行出错。采用这种环形结构的软件“看门狗”，具有良好的抗干扰性能。

3.3.4 软件滤波技术  

干扰对单片机的输入会造成输入信号瞬间采样的误差或误读，为消除干扰影响，可采用软件滤波方法。常用的软件滤波方法有：  

a.中位值平均滤波法。对重要信号进行多次N个采样，去除最大和最小值，取剩余的N-2个A/D转换值的平均值。此方法可消除由于偶然出现的脉冲干扰引起的采样值偏差。  

b.程序判断滤波法。根据经验确定出两次采样的最大偏差值⊿Y，若两次采样信号相减数值大于⊿Y，表明为干扰信号，应去除。用上次采样值与本次采样值比较，若小于或等于⊿Y，表明没有受到干扰，此时采样值有效，这种方法可滤去随机干扰和由传感器不稳定引起的误差。  

c.递推平均滤波法。把连续N个采样值看成一个队列，队列的长度固定，每次采到的新值放入队尾，去掉原队首数据，将队列中N个数据进行算术平均，可获得新的滤波结果。本方法对周期性干扰有良好的抑制作用。  

3.3.5 输出端口抗干扰技术  

由于外围器件动作时，常会产生电磁脉冲，对输出信号造成影响。对输出通道的干扰，可采用在程序中周期性的添加输出端口刷新指令的方法，以降低干扰。在程序指定RAM单元，存储输出口当时应处的状态，在程序运行时根据这些RAM单元的内容刷新I/O口。也可采用多次重复写控制命令的方式，重复周期尽量短，这样输出设备得到一个干扰还来不及响应时，正确信号到来，可以防止误动作的发生。  

4 结束语  

抗干扰技术是单片机系统设计过程中重要的环节，合理的使用软件、硬件抗干扰技术，可使系统最大限度地避免干扰的产生和使系统恢复正常，以保证系统稳定的工作。在以往的星载仪器设计中，根据系统实际情况，均采用了上述相应的几种方法相结合的抗干扰措施，实践证明，上述抗干扰方法是有效的。航天工程要求高可靠、高质量的产品，因此只有针对不同情况，采取相应措施，将干扰影响降到最低，才能保证仪器长期稳定、可靠、安全的运行。