单片机控制系统设计中的抗干扰措施

StepPeng33

摘要:分析了单片机控制系统设计中可能出现的各种干扰，并介绍了相应的软硬件抗干扰措施。只要
在系统中采用两者相结合的方法，就能保证系统长期稳定可靠的运行。

% z0 n/ p% a9 _& ]+ a8 F7 U1 o关键词:单片机;系统设计;硬件抗干扰;软件抗干扰

5 ^& }' s5 T) N  }' Z. V/ Y; ~0引言
" s' b% @" v3 r) G# T3 \1 H在工程实际中通常存在多种干扰源，如电磁波干
扰、电源干扰、系统本身产生的各种电磁辐射干扰等。
* M1 M0 O2 E; p- k! U) _公寓用电智能管理系统要求长年连续的挂网运行，如果
1 S1 Q, Y* o% y" `9 B& f/ }运行中出现任何异常现象，会造成系统计量可靠性、准
确性的降低，从而影响系统的使用价值，因此要求系统
能保证在干扰较强的现场运行。那么如何提高系统的抗
干扰能力，保证其在规定条件下正常运行是公寓用电智
3 H2 P5 m% G* Q$ u& K: U+ t' T能管理系统设计中必须考虑的问题，也是关键问题。
1硬件抗干扰设计
1.1电源干扰及抑制
由于单片机系统大多采用市电(个别采用电池供
电)，极易受到各种原因造成的电网波动产生的干扰，
从而造成系统工作不稳定或出现“死机”现象。本系统
! g0 G: ]6 R  v/ C" G主要采取如下措施提高系统抗电源干扰能力。
1 Q0 q8 X7 Q1 r' }$ f(1)采用开关电源供电。本系统采用12V与5V两种
开关电源分别对开关控制电路及单片机系统部分供电，
" y4 ^# g+ @* F0 S2 ~4 q: j9 d" h虽然设计成本稍高，但系统抗电源干扰的能力得到增强。
) }! ?7 B1 l, T(2)采取电网滤波技术。为进一步提高系统抗电源
干扰能力，尽可能得到“纯净”电源，在开关电源前增
+ y( b3 A! `! z1 z0 s+ V加了电源滤波模块，以滤去电网中由各种大功率设备产
生的尖峰脉冲干扰。
5 Q9 `3 m. I- P6 E( ?! f  K(3)直流电源滤波。对稳压后的直流电源进一步采
' f% u! s% k+ O* d/ C取滤波技术，如对各种蕊片电源增加电容滤波,对直流
0 ^7 I: R& J. {& r' Y电源与地线增加电感滤波。
8 P1 O7 q3 k. M' v, _1 r5 X% S(4)每块采样板的电能采样电路均采用单独电源供电，
以避免各采样板通过共地造成各房间火线相连(采样电路
为火地)产生干扰与危险。采样电路电源设计采用交流电
通过电容降压的方式整流、滤波后经稳压电路输出。由于
7 `1 S* t/ P/ I0 P6 F. ~( y; k" M所需电流较小，稳压电路采用小功率的78L05实现稳压。
1.2地线干扰及抑制
图1为AD7755应用电路。在本系统中主要有以下
7 X! H  j! S) J) h7 J几种地线。
$ F+ H* ~$ G; q5 Z" g模拟地:如采样芯片AD7755前的电压、电流信号
, h- k& b) j( z5 r8 q8 V& E0 a地。由于此地线与电网直接相连，为“火地"，故会串
, U# C0 W" n" y7 k- V人电网中的各种干扰。
' B8 N. Z7 U- a6 A) R数字地:AD转换的输出与晶振电路的地线均可看
/ w& O& N+ r5 ^作数字地。由于数字信号为方波信号，且频率通常较高，
, l5 E" L8 F4 m' a, U, m故数字地富含各种高次谐波并具有较强辐射作用。若与
模拟地直接相连会对模拟小信号产生干扰。模拟地与数
% e5 H$ [6 G) c/ b# |字地在电能采样电路中先分别接地，然后在一点最终连
! Q! p. u, b+ c" s8 }* U& C8 n- _接在一起，本系统中通过电感L0将两者连接起来，电感
L0即可连接直流地又可对各自的交流干扰起隔离作用。
. }; R/ M  N/ W& I' `信号地:此系统中指单片机系统中的地。该地与前
- H' @8 Z& v  b! u( z& J


6 g/ {8 \0 n$ L9 E3 }& B! d附件下载：

游客，如果您要查看本帖隐藏内容请回复

winushej

由于单片机系统大多采用市电(个别采用电池供电)，极易受到各种原因造成的电网波动产生的干扰，从而造成系统工作不稳定或出现“死机”现象。