单片机休眠-复位运行方式可提高抗干扰能力

当程序执行时间较长，要求尽量缩短Tr时，可加入微分电路，如图1中的C30、R26、D9。

2.4 输出端子的处理

(1)复位期间的正脉冲

复位期间单片机的全部I/O口变成高电平。也就是说，正常输出为低的引脚，会按照复位周期出现宽度为Tr的正脉冲。这个正脉冲会影响正常的输出，有2个办法处理：① 在端子上并联电容加以抑制，容量根据复位的Tr时间确定。减小Tr可以减小并联电容。② 把外围电路设计成高电平无效。

(2)容 错

适当选取输出端并联电容的容量，可以实现容错控制。在某个复位周期，因干扰输出了错误电平。由于电容的保持作用，在本周期内尚不能使输出变化到有效的电平；在下个周期，错误被纠正。因此，只要不是连续2个周期出错，输出是可容错的。当然，这种方法会使正常的输出变化滞后一个周期，才真正反映到输出端子。

2.5 上电检测与手动复位

有些系统在初上电时要做一些初始化操作。采用复位方式运行时，每次复位已经成为正常运行的开始条件，无法辨别是否初上电。在某引脚对地接一个1μF的电容，复位后检测该引脚，如果是低电平就是初上电。如果给系统设立一个复位按钮，也就是常见的手动复位，这个按钮不是连接在复位端，而是并联在上述引脚对地的电容两端。

3 软件实现要点

3.1 输出恢复与不清零RAM

定时复位后全部引脚变成高电平，使得本应为低的引脚发生了不应有的变化，因此，复位后要立即恢复所有引脚的状态。有2种方法：① 本次复位后立即进行分析判断，根据需要给出引脚状态；② 根据RAM中上一次留存下来的状态，这些RAM在定时复位时是不能清零的；而在初上电或手动复位按下时应清零，在软件编制时要体现出来。如果计算时间允许，尽量采取方法1。因为连续2次复位周期都计算出错的概率很小，按照2.4叙述的输出端子并联电容的处理方法，可以达到很好的抗干扰效果。

3.2 实现跨越定时复位间隔的时序控制

现在用复位方式工作，每次从头开始反复执行同一程序。可分为2种情况：① 对于单纯显示仪表，每次复位后进行测量、送显示，两次复位之间没有因果关系，只需把原来的等待改为休眠即可。要注意的是，测量、送显示用的总时间要小于复位低电平时间，否则会出现永远不能完整执行程序的错误。② 对于有时序控制的应用，每次复位后，先要查看上个周期留下的标志，以决定本周期做什么。也就是说，凡是跨过复位周期的操作，都是靠标志传递的，这些标志存放在内部RAM中，只有初上电时才清零。例如，前面提到的变压器综合保护器，按照20ms的间隔定时复位。它在上电后，经过一定的动作顺序达到正常工作状态，如图4；根据这个动作编写软件流程的一部分，如图5。

在图4中，当保护器初上电时，首先试送电0.5s，提示马上就要送电；等待30s后正式送电。送电后的1s内为启动时间，不进行过电流检测。启动完成后，如果一切正常，则把“正常标志”置位，保护器在下一个复位周期进入正常运行。试送电的0.5s延时是对复位进行25次计数实现的，因为每次复位时间是20ms。初上电时，对内部RAM做全部清零，令试送电计时Ts=25后休眠。下一次被复位后，再检测上电引脚已不是初上电，于是进行到试送电计时Ts的检测。如果Ts≠0，说明在送电延时期间，把Ts减1后进入休眠。当Ts-1=0时，应该进入停电等待30s的过程了。就在Ts递减到0的时候，令停电等待标志Td=1500。当程序再次由复位开始时，检测到Ts=0但是Td≠0，表明已经越过了试送电，现在正处于停电等待30s的过程中。这样，整个进程由Tr、Td、Ts等这些参数相互传递着，一步步进行下去。



结 语

抗干扰是电子设计中的重要问题，在单片机中尤其重要。这是因为单片机有程序跑飞的特殊性，它受到干扰的后果可能是死机，也可能在死机前发出各种错误或非法动作，使整个系统产生致命性错误。因此，仅仅保证单片机不死机还不够，还要研究如何减少受干扰的风险，以及出错后如何能够容错。本文力图从这两方面作些探索，希望这些粗浅见解能够起些抛砖引玉的作用，对大家有所帮助；也希望各位同仁一起探索，共同提高我们的设计水平。