开题报告书(许娜)

1、 湖南人文科技学院本科生毕业论文档案材料题目（中文）：单片机系统抗干扰技术研究 学生姓名： 许 娜 学号 09417302 系 部： 物理与信息工程系 专业年级：电子信息科学与技术2009级指导教师： 朱 高 峰 湖南人文科技学院教务处制一、毕业论文开题报告书（一）本选题的理论、实际意义单片机又称单片微控制器，它不是完成某一个逻辑功能的芯片，而是把一个计算机系统集成到一个芯片上。概括的讲，一块芯片就成了一台计算机。20世纪末，电子技术获得了飞速的发展，在其推动下，现代电子产品几乎渗透了社会的各个领域。比如仪器仪表、家用电器、医用设备、航空航天、专用设备的智能化管理及过程控制等领域。在实验室设计

2、的单片机系统，在安装、调试后完全符合设计要求，但把系统置入现场后，系统常常不能够正常稳定的工作，原因在于现场环境复杂和各种各样的电磁干扰。在工业生产中，单片机控制系统一般都安装在工业现场，与之相连的被控对象及待测参数往往遍布整个控制区域，这就使得各种强烈的干扰源直接或间接的影响微机控制系统的工作。这些干扰源会使系统的可靠性和稳定性大大降低，严重的还会导致系统的运行紊乱，造成生产事故。因而在实际的应用设计中，要提高控制系统的抗干扰能力，保证控制系统可靠的工作。但是，测控系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的，其应用的可靠性、安全性就成为一个非常突出的问题。因此单片机系统的可靠性设计、抗干扰技术的应

3、用变得越来越重要了。 （二）文献综述 随着经济的发展，单片机的应用领域也越来越广泛,如工业自动化、智能仪器仪表、电器、生产过程控制甚至医学工程等各个领域。这不但有效的提高了产品的质量，同时也大大提高了生产效率。但是，由于同一电力系统中的各种电器设备通过磁或电的联系紧密相连，互相影响，这对单片机系统的安全性和可靠性来说是个很大的威胁。单片机的测控系统必须稳定、可靠、安全，一旦控制误差增加，不但会毁坏系统的灵敏性，有些时候甚至能给系统造成巨大的损失。因而，研究单片机应用系统的干扰因素是完全有必要的。 作为单片机系统设计过程中的一个重要的环节，抗干扰技术可以从硬件和软件两个方面出发研究。 1干扰对单

4、片机应用系统的影响 单片机应用系统的安全性和可靠性不但受系统内部因素的影响，同时也受到系统外部的各种电气的干扰，同时，元器件选择、安装、制造工艺和系统结构设计也会对单片机应用系统造成干扰。2单片机应用系统的硬件抗干扰技术 在设计系统时，首选的抗干扰措施就是硬件抗干扰技术。它不仅能有效的阻断干扰传输通道，同时还能有效的抑制干扰源。以下是几种常用的硬件抗干扰措施: 在选择单片机的时候，不仅仅要考虑存储容量和硬件配置，更应该选择那些抗干扰效果极强的单片机，这样才能达到事半功倍的效果。外时钟是一种对系统的内外都能产生较大的干扰的高频噪声源，因此，只要需求能得到满足，我们都应该选择频率低的单片机。 3单

5、片机应用系统的软件抗干扰技术 由于干扰信号产生的原因十分复杂，并且干扰因素具有很大的随机性，所以尽管采取了硬件抗干扰措施，也不能保障系统完全不受内部和外部因素的干扰。因此，在以硬件抗干扰技术为基础的同时，同时采取软件抗干扰技术作为一种补充措施，能更好的防止系统被干扰。由于软件抗干扰技术具有耗费低、灵活方便并且使用简单等特点，在系统中应用广泛。软件抗干扰技术可分为数字滤波方法、输入信号重复检测方法、输出端口数据刷新方法、软件拦截技术和“软件看门狗”技术等等。文献的部分简述：周慧的单片机控制系统抗干扰技术研究一文中：在工业现场环境中，干扰是以脉冲的形式进入单片机系统，主要有过程通道干扰、供电系统干

6、扰、空间干扰3种渠道。干扰一般沿各种线路侵入系统，系统接地装置不可靠，也是产生干扰的重要原因，各类传感器及输入、输出线路的绝缘损坏具有可能引入干扰。由于存在干扰，对操作对象会造成增大数据采集误差、程序运行失常、系统被控对象误操作、被控对象状态不稳定、定时不准、数据发生变化、系统程序“跑飞”引起死机等影响。现场操作带来的不良后果，与在实验室设计的控制系统不符。朱顺华，王成春，邹逢兴的单片机控制系统的硬件抗干扰设计一文中：单片机控制系统在工业现场工作时都会或多或少的受到周围电磁环境的干扰。干扰可以通过3种途径影响系统的正常工作，即供电系统干扰、空间电磁场干扰和信号传输通道干扰。干扰对单片机控制系统

7、的作用及后果也分为3个部位：一是系统的前向通道，干扰叠加在输入信号上，使数据采集误差增大，在传感器小电压信号输入时，此现象尤为突出；二是系统的后向通道，干扰耦合在输出信号上使输出信号混乱，导致误操作，并有可能引发严重事故；三是控制系统的内核，干扰使微处理器内核三总线上的数字信号出错，程序指针PC 发生错误，导致程序“跑飞”，干扰也可能窜改存储器RAM中的数据，导致死机、系统崩溃或误操作等严重后果。杨华舒，褚福涛的单片计算机系统抗干扰的软件途径一文中：在工业控制系统的研制过程中，微机的抗干扰性能是系统成败的关键之一。数十年来，人们已经研究出了许多抗干扰的硬件措施，包括采用净化电源、接地、屏蔽、光

8、电耦合、数据滤波及延时除颤等等。此文中针对微处理机易受干扰的部件提出了软件抗干扰的一些方案，实用表明具有较高的经济性和可靠性，很容易将其结合进工业控制程序之中，不失为一类简便而有效的抗扰手段。在研制数控设备的过程中对单片机受到的常见干扰进行了试验分析，采用了相应的软件抑制及补偿措施，室内模拟噪声测试和现场使用均证明了这些方法的有效性。（三）研究内容1、对单片机系统主要干扰源进行分析2、单片机系统受到干扰后造成的危害和影响3、研究单片机系统的抗干扰手段 硬件抗干扰技术； 软件抗干扰技术。 （4） 研究方法、技术路线、实验方案及可行性分析 本课题主要是采取理论分析方法。1、通过查阅文献、著作和网上

9、查询资料，了解单片机系统应用现状和其发展趋势，了解单片机系统受干扰产生的原因和其危害，对干扰原因进行分析。同时了解现在国内外对单片机系统抗干扰技术的研究动态。2、综合查询的资料，对单片机抗干扰技术进行研究。针对干扰产生的性质、传播途径、侵入的位置和侵入的形式，采取相应的方法消除干扰源，抑制干扰传播途径，使单片机系统能在线正常、稳定地运行。本论文是本人经过广泛的阅读文献、著作和大量的上网查阅资料的基础上，结合指导老师的建议所提出的，而且指导老师朱高峰也曾做过与单片机系统抗干扰技术相关的研究，熟悉本技术研究有关的理论与进展,这些对本人完成此论文起到了巨大的作用。我相信，在老师的指导下，本人认为对单

10、片机系统抗干扰技术研究是可行的。（五）进度安排和采取的主要措施2012年10月30日2012年12月10日 选题 2012年12月11日2013年01月11日 开题 2013年01月11日2013年03月31日 论文初稿 2013年04月01日2013年04月30日 论文第二稿2013年05月01日2013年05月15日 论文第三稿2013年05月16日2013年05月20日 定稿2013年05月21日2013年05月31日 论文答辩（六）主要参考文献 1何立民.单片机应用系统抗干扰技术M.北京航空航天大学出版社，2000.2刘振复微型机应用系统抗干扰技术M北京：人民邮电出版社，20003杨华

11、舒，褚福涛单片计算机系统抗干扰的软件途径J电子技术应用,2001(3):20-22.4 Bob H.Yun. Nonvolatile Semiconductor Memory Devices - An OverviewA. The Proceedings of the Third International Conference on Solid State and Integrated Circuit TechnologyC, 1992 .5王辛之.单片机应用系统抗干扰技术M.北京：航空航天大学出版社，2009.6FujioMasuoka,TetsuoEndoh. Flash Memorie

12、s, Their Status and Trends(Invited)A. Proceedings of 1995 4th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit TechnologyC, 1995 .7周慧. 单片机控制系统抗干扰技术研究J. 石油矿场机械，2007，36(10) 8田裕康. 单片机抗干扰技术设计J. 仪器仪表用户，2003，39HyungcheolShin,IIgweonKim,KwangseokHan. The P-Channel Si Nano-Crystal MemoryA. Pro

13、ceedings of 2001 6(th) International Conference on Solid-State and Integrated Circuit TechnologyC, 2001 10朱顺华，王成春，邹逢兴.单片机控制系统的硬件抗干扰设计J，微计算机信息，2007(23):8688. 11何立民.单片机应用技术选编1M.北京航空航天大学出版社，1993. 12何立民.单片机应用技术选编5M.北京航空航天大学出版社，1997. 13雷霖.单片微机测控系统软件的容错设计J，计算机自动测量与控制，1999(3):6568. 14杨华舒，褚福涛单片计算机系统抗干扰的软单片微

14、机测控系统软件的容错设计件途径J电子技术应用，2001(3)：20-22. 15孙亚楠. 软件抗干扰技术J.电子质量，2010(8）：23-45 16王红. 基于XC164CS的船用马达监控系统的研究D.河北工业大学，2009：10-12 （七）毕业论文开题指导意见论文题目单片机系统抗干扰技术的研究作者姓名许娜所属系、专业、年级物理与信息工程系电子信息科学与技术专业2009级开题时间2013年1月11日预计字数10000字指导教师意见： 指导教师（签名）：年 月 日指导小组意见： 负责人签名：年 月 日二、毕业论文评审表（一）指导教师评审用表评价项目评价内容满分指导教师评 分选题质量20%01

15、选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求502题目的难易度503题目工作量504理论意义或实际价值5能力水平45%05查阅文献资料能力1006综合运用知识能力1007研究方案的设计能力1008研究方法和手段的运用能力1009外文应用能力5成果质量35%10文题相符511写作水平1012写作规范513篇幅514成果的理论或实际价值10总评分：_ 成绩等级：_指导教师评定意见： 指导教师（签名）： 年 月 日注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等，6069为及格，60分以下为不及格；2.此表用于指导教师对毕业论文成绩的

16、评定。（二）评阅教师评审用表评价项目评价内容满分评阅教师评 分选题质量20%01选题符合专业培养目标，体现综合训练基本要求502题目的难易度503题目工作量504理论意义或实际价值5能力水平45%05查阅文献资料能力1006综合运用知识能力1007研究方案的设计能力1008研究方法和手段的运用能力1009外文应用能力5成果质量35%10文题相符511写作水平1012写作规范513篇幅514成果的理论或实际价值10总评分：_ 成绩等级：_评阅教师评阅意见： 评阅教师签名： 年 月 日 注：1.评定成绩分为优秀、良好、中等、及格、不及格五个等级，实评总分90100为优秀，8089为良好，7079为中等，6069为及格，60分以下为不及格；2.此表用于评阅教师或专家对毕业论文的成绩评