单片机控制系统设计中的抗干扰措施

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% Y3 t% O5 P7 y5 m& d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。

关键词:单片机;系统设计;硬件抗干扰;软件抗干扰
+ l) d# X4 J# k9 X
0引言
在工程实际中通常存在多种干扰源，如电磁波干
) ^8 a2 ~4 C% t扰、电源干扰、系统本身产生的各种电磁辐射干扰等。
- c' q2 }# q( a/ r0 a8 g, E公寓用电智能管理系统要求长年连续的挂网运行，如果
运行中出现任何异常现象，会造成系统计量可靠性、准
5 k; O+ n) L5 d! L$ v! d确性的降低，从而影响系统的使用价值，因此要求系统
# C! p  L' F' }; w8 \* i  u9 R能保证在干扰较强的现场运行。那么如何提高系统的抗
' T! o9 F! T  F# x& n干扰能力，保证其在规定条件下正常运行是公寓用电智
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
# ~0 A& b. b/ ~% B9 m; V1.1电源干扰及抑制
0 Q4 ^. ^1 }; T- S9 o4 R由于单片机系统大多采用市电(个别采用电池供
4 s% o3 }. M; w6 Y3 ^0 Z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
主要采取如下措施提高系统抗电源干扰能力。
(1)采用开关电源供电。本系统采用12V与5V两种
% E% ]" v, B% Z: M* A4 q开关电源分别对开关控制电路及单片机系统部分供电，
虽然设计成本稍高，但系统抗电源干扰的能力得到增强。
(2)采取电网滤波技术。为进一步提高系统抗电源
1 S6 b4 {( S( l( V  s, X干扰能力，尽可能得到“纯净”电源，在开关电源前增
3 f* O- A8 B% t. ~加了电源滤波模块，以滤去电网中由各种大功率设备产
* @/ x! a6 r0 D: T% O( {; N生的尖峰脉冲干扰。
0 w- W6 M4 k3 @4 W! {(3)直流电源滤波。对稳压后的直流电源进一步采
) K& N9 \( g# ~: G* M6 J取滤波技术，如对各种蕊片电源增加电容滤波,对直流
: x* }0 m0 o9 x电源与地线增加电感滤波。
4 b& A3 r' i- n(4)每块采样板的电能采样电路均采用单独电源供电，
% B9 r, o* e+ }7 f: g& ~% M以避免各采样板通过共地造成各房间火线相连(采样电路
+ R' S4 C9 Q4 W# X为火地)产生干扰与危险。采样电路电源设计采用交流电
) K$ J0 R4 Q2 L通过电容降压的方式整流、滤波后经稳压电路输出。由于
* Z/ y( B, }/ {: t; F  g) a# W$ h所需电流较小，稳压电路采用小功率的78L05实现稳压。
1 F2 C. y$ ^0 e) X$ [6 d9 b1.2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
0 Z' H1 }" Z+ z1 `. @" L! {几种地线。
模拟地:如采样芯片AD7755前的电压、电流信号
* @/ N/ `+ t- n) m' T, s0 |. Y地。由于此地线与电网直接相连，为“火地"，故会串
人电网中的各种干扰。
数字地:AD转换的输出与晶振电路的地线均可看
2 m+ j5 Z  t# C% b& n作数字地。由于数字信号为方波信号，且频率通常较高，
故数字地富含各种高次谐波并具有较强辐射作用。若与
) C% F0 g+ P' J. M0 K8 A4 o2 E模拟地直接相连会对模拟小信号产生干扰。模拟地与数
字地在电能采样电路中先分别接地，然后在一点最终连
/ [0 @' a- a9 h8 v8 ~6 D接在一起，本系统中通过电感L0将两者连接起来，电感
, w& H, d- z# V8 C& z/ ZL0即可连接直流地又可对各自的交流干扰起隔离作用。
信号地:此系统中指单片机系统中的地。该地与前


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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。