单片机控制系统抗干扰技术应用措施

1、单片机控制系统抗干扰技术应用方案 周遐，金瑞，钟思佳 昆明冶金高等专科学校，昆明 650033 ) 摘要：在工业控制系统、教案实验设备和我们的生活中，单片机都得到了广泛的应用。单 片机控制系统中，极易出现干扰问题，且干扰的来源比较广泛，这会导致单片机控制系统 无法运行或在工作过程中产生错乱，严重的甚至引起事故。单片机系统的抗干扰问题比较 难于解决，作者针对这一问题进行了长期深入的分析和研究，通过大量实践，为单片机系 统的干扰问题提供了一套非常有实用价值的解决方案。 关键词：单片机控制系统 中 图分类号： TP202 抗干扰应用方案 文献标识码：文章编号： AppliedScenarioof A

2、nti-jamming Technologyin MCUControl System ZHOU Xia ， JIN Rui ，CAO Yun-chuan ， ZHONG Si-jia Kunming Metallurgy College ,Kunming 650033， China ） Abstracts ： MCU is now widely used in industry controlsystem, teaching experiment equipment and our daily life. The disturbance problem always happen in MCU

3、 control system, and there are many source of the disturbance which will cause the MCU control system could not run or have disorder when it is working, it will cause accident when the disturbance problem serious. To solve the disturbance problem is very difficult .With a large number of practice， a

4、nd long time and in-depth studying and analysis on the disturbance problem , theauthor has proposed a set of practical solution for the problem . Key words: MCU,ControlSystem, Anti-jamming， Applied Scenario 0 引言 单片机 Single Chip Microcomputer或 Micro Controller Unit）控制系统以其性价 比高、编程灵活、体积小、功能强大等优势，在各行各业中

5、得到了广泛的运用。 单片机控制系统中一直存在一个常见、关键而又难以解决的问题，这就是抗干扰问 题。特别是在电气控制系统中，单片机所控制的是继电器线圈和电动机等感性负载，更使 得这一问题尤为突出。很多程序在软件调试 13 -Vin (GND) -Vin 14 + 如 Lit + fout 15 -Vbui Common ZZ No function Comman 23 No funciion -Vout +Vin (VtxJ +Vin (Vcc) a) TEM2系列模块外观b)TEM2-2411模块引脚排列和功能 图1 TEM2-2411电源DC- DC供电模块外观和引脚功能 耦电路，可起到很好

6、的抗干扰效果。 1)在单片机直流电源的输入端接入100卩F左右的铝电解电容，以滤除低频干扰； 2)在单片机和系统中其它主要集成电路芯片的电源正极引脚与地之间接入退耦电 容，以消除高频噪声。退耦电容采用容量为0.1卩F左右的无极性电容，最好选用品质较好 的聚丙烯电容器。 接入退耦电容时应注意：电容要尽量靠近单片机和其它芯片的电源正极引脚，与地之 间的连接线要尽可能短，以免产生附加的电容和电感效应。 2.3线路较长时采用双绞线来进行信号传输 与单片机输入、输出口相连的引线较长时，可使用双绞线来进行信号传输，并配合光 电耦合器，可以很好地解决长传输线的干扰问题，如图2所示。 双绞线的抗共模噪声干扰的

7、能力比较强，能够使各个小环路的感应干扰相互抵消，而 且双绞线的分布电容可达到几十pF左右，能起到一定的积分作用，因此对于抑制干扰信号 也有很好的作用。 在图2中，在光电耦合器旁边还加上了由电阻R2和电容C构成的干扰吸收电路，能更 有效地增强系统抗振荡和噪声的能力。经过测试，输入信号频率达到560KHZ左右时，输入 引线在5m以上，也能起到很好的抗干扰效果。 图2采用双绞线配合光电耦合器的方式来消除长传输线干扰 2.4 在软件设计中采用延时抗干扰环节 在感性负载、大功率器件、电源通断时，可采用延时抗干扰环节，利用软件延时，避 开干扰。程序设计流程如下： 当单片机发出设备通断指令后，可编写延时程序

8、使系统等待一段时间，延时时间可根 据系统情况和干扰强度来具体确定，一般在50ms500ms之间，具体应用时可通过实际测 试来确定。在编写延时程序时，可采用多条空操作 程序，实际上也是软件陷阱的一种特殊应用。 除以上抗干扰技术外，在单片机系统中还有很多常规的抗干扰措施，例如采用光电耦 合器和固态继电器、 OC 门输出时在总线上加入上拉电阻、对系统进行屏蔽、合理设计印刷 电路板、采用“看门狗”电路和定时对输出端进行刷新等。 3 结论 单片机系统的干扰问题来源比较广泛，在实际工作和应用中应根据具体情况具体分 析，找到干扰的主要来源，并采用相应的方法来进行解决。对于一些干扰源难于判断或比 较复杂的场合，对以上抗干扰措施可综合使用。经过实践检验，使用以上解决方案可收到 很好的抗干扰效果。 单片机的抗干扰问题解决好了，就可以充分发挥出其功能强大、控制灵活和性价比高 等方面的优势，能更好地应用在我们生产和生活中的各个领域。 参考文献： 1 赵佩华 . 单片机接口技术及应用 M. 北京：机械工业出版社， 2003. 2 陈文智 . 嵌入式系统开发原理与实践 M. 北京：清华大学出版社， 2005. 3 王宜怀 . 嵌入式应用技术基础教程 M. 北京：清华大学出版社， 2005. 4 韩志军等 . 单片机应用系统设计 M. 北京：机械工业出版社， 2005. 5 王治刚