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03-04
2021
智能抄表單片機設(shè)計
基于單片機的智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計分析伴隨科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，人們的生活越來越離不開電力的支持。在信息化時代的當下，人們的生產(chǎn)、生活、學(xué)習等各個方面都與電力有著緊密的聯(lián)系。因此，人們的用電量逐漸增多，對于抄表工作提出了更高的要求，傳統(tǒng)抄表工作無法適應(yīng)當下需要，所以電力企業(yè)要大力發(fā)展智能化抄表系統(tǒng)。一、抄表系統(tǒng)的硬件設(shè)計1.1整體架構(gòu)設(shè)計為了使抄表系統(tǒng)更加智能化，要對其增添脈沖計數(shù)、數(shù)據(jù)存儲與處理、顯示電量及狀態(tài)、具有控制通訊中心等功能。首先，電能采集技術(shù)模塊會按照脈沖計數(shù)將電表數(shù)據(jù)計算出來，并將數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)內(nèi)部的RAM之中。其次，系統(tǒng)內(nèi)核會按照所設(shè)定的時間，按時將數(shù)據(jù)傳輸命定發(fā)送至脈沖技術(shù)模塊中，使其對電表數(shù)據(jù)進行收集，并按照提前設(shè)置的約定，將數(shù)據(jù)存儲在RAM中，然后等上位機進行查詢，同時記錄反應(yīng)較慢的上位機號碼并反饋給上位機。最后，上位機有兩種操作方式，一是定時抄送，二是隨時抄送。定時抄送表現(xiàn)為上位機會按照系統(tǒng)所設(shè)定的時間對各個脈沖技術(shù)模塊所采集到的數(shù)據(jù)進行查詢；而隨時抄送是指在特殊狀況下，單獨復(fù)查某個用戶的數(shù)據(jù)。值得注意的是，在這兩種模式下，要對沒有響應(yīng)的電腦數(shù)據(jù)進行備份，并予以警告。系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計如圖1所示。1.2各個模塊設(shè)計系統(tǒng)各個模塊的設(shè)計是智能化抄表系統(tǒng)的核心點，主要包括備用電源、電能采集模塊、通訊模塊、時鐘模塊、顯示模塊等，每個模塊的選擇與設(shè)計都關(guān)乎著整個抄表系統(tǒng)的運行效率及質(zhì)量。第一，電能數(shù)據(jù)采集的電路設(shè)計。電能表的測試模塊有兩種設(shè)計方案，一是使用分立元件PT、CT、S/H、FIR與乘法器，來計算電壓、電流及功率。二是根據(jù)數(shù)字乘法器原理，按其專有大規(guī)模集成的電能計量芯片來進行電壓與電流的采樣等，通過脈沖的方式將有功功率輸出，進而便于微型處理器進行處理，使用起來也較為方便，性能可靠、具有較高的計算精準度。第二，譯碼電路的設(shè)計。譯碼電路可以使用74LS138芯片，并通過P2.5-2.7的I/O線譯碼，按照時間選用合理的芯片，將其電能信號輸送至單片機內(nèi)。此外，在對其進行設(shè)計時，還要使用許多片并行取樣的電路芯片、存儲芯片以及現(xiàn)場總線芯片。這些芯片能夠在單片機的I/O口進行共用，并將其當做數(shù)據(jù)或是地址線，而且可以在譯碼器電路的支持下實現(xiàn)此些芯片的選通，以免數(shù)據(jù)線的地址發(fā)生沖突狀況。第三，CPU的選擇，CPU作為智能化抄表系統(tǒng)的核心，會對系統(tǒng)的運作起到直接影響。所以對于CPU來說，其能夠與指令系統(tǒng)兼容，能夠大于1000次的反復(fù)擦寫，具有多個雙向I/O口，時鐘頻率要保持在0-33MHZ，要有兩個16位能夠進行編程的定時器或計數(shù)器，還要擁有雙全工的串行中斷口線、中斷喚醒的省電模式、看門狗電路以及軟件空閑功能。第四，看門狗與外圍存儲設(shè)計。大部分單片機都要擁有復(fù)位電路，要求復(fù)位電路可以在單片機通電時可靠復(fù)位，在斷電時可以保持程序歸整，確保存儲于內(nèi)部的數(shù)據(jù)不會被篡改。此外，單片機在運行時會受到多種因素的侵擾，甚至出現(xiàn)死機問題，為了解決這一問題，可以添置看門狗電路。當單片機運行出現(xiàn)問題時，其能夠在短時間內(nèi)為單片機提供復(fù)位信號，進行系統(tǒng)復(fù)位。另外，為了避免在突然斷電的狀況下，單片機數(shù)據(jù)丟失，要進行外圍存儲設(shè)計，安裝未處理監(jiān)控芯片，當發(fā)生斷電事故時，能夠提前告知單片機，進行數(shù)據(jù)存儲。第五，時鐘模塊的設(shè)計。因為智能化抄表系統(tǒng)屬于自動化測控系統(tǒng)，不僅要記錄數(shù)據(jù)，還要存儲記錄數(shù)據(jù)的時間，當出現(xiàn)異常數(shù)據(jù)時，能夠按照數(shù)據(jù)記錄時間來查找問題根源。為了實現(xiàn)自動化抄表，同時記錄抄表時間，可以使用時鐘芯片進行定時處理，在設(shè)定好抄表時間后，智能化抄表系統(tǒng)會按照芯片所設(shè)定的時間來查抄電表數(shù)據(jù)。第六，顯示模塊與電源電路的設(shè)計。顯示模塊可以使用PS7219靜態(tài)顯示芯片。因其具備15*8RAM的功能控制寄存器，選址便捷，能夠?qū)γ课粩?shù)字進行單獨控制及刷新，無需重寫。而且數(shù)字還能夠控制顯示數(shù)字的亮度，每個數(shù)字都可以閃爍。對于電路來說，可以分兩個部分進行供電，一是對電路的數(shù)字芯片進行供電，二是對總線電路進行供電，二者電源電壓控制在+5V。為了保證電網(wǎng)在突發(fā)斷電時，采集器可以繼續(xù)工作，要設(shè)計備用電源?？梢赃x擇6V、4A的蓄電池，并且備用電源的控制電路要由備用電源切換以及電源充電兩部分構(gòu)成。當突發(fā)斷電事故時，電源可以自動切換至備用電源，確保單片機可以正常運作。二、抄表系統(tǒng)通訊部分的設(shè)計2.1通訊的方式計算機的CPU有兩種與外界進行信息交換的方式，一是并行通信，二是串行通信。并行通信是指數(shù)據(jù)可以在同一時間內(nèi)進行傳遞，具有傳輸速度快、效率好的特點，但是其傳輸線數(shù)量受到傳輸數(shù)據(jù)位數(shù)的控制，所以設(shè)計成本較高。另外并行傳遞距離一般不超過30m。而串行通信是指按照數(shù)據(jù)的順序進行傳輸，具備傳輸線數(shù)量較少、成本低、效率低與傳輸速度慢的特點，但其傳輸距離在幾米至幾千公里不等。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，因為測控對象和測控中心距離不確定，所以會選用串行通信方式。按照數(shù)據(jù)流分界來看，其定時與同步方式不一致，所以串行通信又能夠分成同步串行與異步串行兩種方式。其中同步串行通信方式是將數(shù)據(jù)塊作為信息單位進行數(shù)據(jù)傳輸，每一幀信息都含有大量的字符，并且信息傳輸量較大。而異步串行通信方式是指將字符作為信息單位進行數(shù)據(jù)傳輸，每次信息傳輸量較少，每一幀信息只含有一字符。由此可見，異步串行通信會被運用在數(shù)據(jù)傳輸量較少、傳輸效率較低的場合中。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，要使用異步串行通信方式。在對其通訊接口進行設(shè)計時，要按照實際情況合理選擇接口，同時還要考慮到傳輸介質(zhì)、通訊控制芯片以及電平轉(zhuǎn)換等多個問題，進而確保通訊具有較高的可靠性，同時通訊的距離、速度及抗干擾能力都能夠與標準相一致。2.2數(shù)據(jù)的上傳數(shù)據(jù)上傳就是將采集器所采集的電表數(shù)據(jù)以異步串行的方式傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)設(shè)備之中，主要表現(xiàn)為電平轉(zhuǎn)換作用。首先，對于RS-232總線標準來說，其是現(xiàn)階段使用率最高的串行通信總線接口。將RS-232與系統(tǒng)進行連接時，通信方式分為近程與遠程，其中近程通訊又分成三種方式，一是具備硬件握手功能，數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收互通互連，兩個設(shè)備可以同時進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收。數(shù)據(jù)的終端就緒與設(shè)備就緒也是互通互連的，能夠有效的檢測出對方是都準備就緒。二是CTS與RTS的握手功能。在向?qū)Ψ桨l(fā)送請求后，會通過清除發(fā)送端來表示對方的響應(yīng)。并且其發(fā)送線會與對方的檢測線相連接。三是將數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收進行交叉連接，共同使用對接功能，不使用其他信號，并將其懸空，通過軟件實現(xiàn)握手功能。在智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計中，系統(tǒng)的兩端分別是網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備、單片機電平轉(zhuǎn)換的芯片，三線在二者間進行連接，將計算機數(shù)據(jù)傳輸?shù)骄W(wǎng)絡(luò)中，進而實現(xiàn)遠程傳播。2.3數(shù)據(jù)的傳輸對于數(shù)據(jù)傳輸模塊來說，最適合的總線設(shè)計標準為RS485。因為RS485是雙半工，能夠在同一時間進行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接收，可以用在多占互聯(lián)中，能夠有效減少信號線的浪費，方便遠距離傳輸數(shù)據(jù)。并且它能夠使用公共電話線進行網(wǎng)絡(luò)通信，從其電路結(jié)構(gòu)上看，在平衡連接的兩端安裝了終端電阻，并在平衡電纜中安設(shè)了數(shù)據(jù)發(fā)送器、接收器或是收發(fā)器。另外，它不具備數(shù)據(jù)收發(fā)規(guī)則，當傳輸距離小于1200m時，其傳輸速度可以達到10KB/s。因此，可以在智能化抄表系統(tǒng)中應(yīng)用RS485串行標準進行數(shù)據(jù)傳輸。對于數(shù)據(jù)傳輸芯片可以選擇MA485芯片，因為其不僅適用于RS485標準，還適用于RS422標準。具有眾多優(yōu)點，具備+5V電源供電；功耗較低，工作電流為120微安，靜態(tài)電流為300微安；驅(qū)動器具備過載保護功能；通信傳輸線能夠掛多個收發(fā)器；適合半雙工通信。三、抄表系統(tǒng)的軟件設(shè)計3.1軟件總體設(shè)計的需求為了滿足智能化抄表系統(tǒng)的要求，使其具備較高的質(zhì)量與效率，在設(shè)計軟件時要達到以下幾點要求。第一，要容易理解、容易維護。因為隨著生產(chǎn)自動化程度的提升，測控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)變得愈發(fā)復(fù)雜，設(shè)計者不能夠在短時間對整個系統(tǒng)進行充分的了解，而且軟件只有經(jīng)過反復(fù)的設(shè)計與調(diào)試，才能具備較高的性能。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，其模塊設(shè)計如果目標明確，思路也十分清晰，那么在檢查錯誤與調(diào)試時就會變得便捷。將每個子程序當作積木一般，按照合理的循序?qū)⑵渑帕衅饋?，一般情況下是不會出現(xiàn)差錯的。當有問題發(fā)生時，檢修人員可以按照問題的現(xiàn)象及種類進行判斷，從而找到故障點并將其解決。而使用模塊化設(shè)計方式便于擴充或修改系統(tǒng)的功能。第二，要具備實時性。此特性是智能化抄表系統(tǒng)的基本要求，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，硬件集成度的提升，合理選用軟件就能夠滿足這一需求。第三，具有可測試性。對于智能化抄表系統(tǒng)來說，一方面要根據(jù)已有測試結(jié)果來測試軟件，另一方面要在軟件設(shè)計完成后，先進性模擬運行，通過靜態(tài)及動態(tài)的仿真分析證明沒有問題后，再將其運用在實際生活中。第四，準確性與可靠性，只有智能化抄表系統(tǒng)具備較高的準確性與可靠性，才能夠?qū)⑵渫度胧褂?，以此加強用戶的切身利益，促進我國電力事業(yè)更好的發(fā)展。3.2主程序的設(shè)計對于系統(tǒng)主程序設(shè)計來說，主要是通過調(diào)用對應(yīng)子程序的方式使電能脈沖進行采集行為、分時段顯示以及通信，它是抄表系統(tǒng)的設(shè)計主線。當上電復(fù)位后達到主程序中，除了將初始化程序與上電量數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)清零外，其他部分處于無限循環(huán)狀態(tài)，電表的全部功能都要在循環(huán)中進行，若是不出現(xiàn)系統(tǒng)掉電或程序因干擾而癱瘓，此執(zhí)行過程會一直不斷地循環(huán)。3.3子程序的設(shè)計在抄表系統(tǒng)中，為了避免因操作失誤而使電表存儲數(shù)據(jù)丟失，應(yīng)在此系統(tǒng)設(shè)置完波特率后添置清零程序，就是在通電之前將清零鍵按住，當顯示屏清零并出現(xiàn)閃爍后，將清零鍵松開，系統(tǒng)就能夠正常運行。清零鍵要按照脈沖計數(shù)單元清零、脈沖單元清零、運算單元清零、能量存儲單元清零的順序排序。對于接受數(shù)據(jù)和通信程序的設(shè)計，首先進行上電，初始化程序，再向電腦端做出命令，同時對采集成功的數(shù)目進行記錄。并且主程序應(yīng)處于待接收狀態(tài)，此時其與PC機之間處于通信狀態(tài)，在PC機進行命令發(fā)送時，主程序會中斷并得到數(shù)據(jù)采集模塊中收集數(shù)據(jù)，當PC機命令成功后，會出現(xiàn)接收成功標志。對數(shù)據(jù)采集程序來說，其包含參數(shù)的設(shè)置、抄表數(shù)、數(shù)據(jù)的存儲、戶號的設(shè)計以及電表數(shù)清零等多個模塊，模塊的使用要按照命令來執(zhí)行。除此之外，子程序還包含脈沖采集程序、顯示子程序、校驗子程序以及數(shù)據(jù)傳送子程序，只有將此些子程序設(shè)計好，才能夠保證智能化抄表系統(tǒng)運行穩(wěn)定。四、抄表系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計4.1單片機硬件抗干擾設(shè)計對于單片機來說，其干擾因素眾多，有些干擾來自于內(nèi)部，有些來自于外部。其內(nèi)部干擾是制造工藝等多個方面決定的，而外部干擾與系統(tǒng)機構(gòu)無關(guān)，是外部因素所決定的。電源上的干擾問題有欠壓、過壓以及停電，這需要在系統(tǒng)中加設(shè)后備電池。對于射頻干擾來說，要縮小帶路電寬。對于浪涌、下陷以及幅度較大的尖峰脈沖來說，可以使用兩路隔離的電源進行供電，或是在電源電路中安裝吸收元件，以此來提升系統(tǒng)的抗干擾能力。4.2單片機軟件抗干擾設(shè)計在智能化抄表系統(tǒng)運行過程中，為了免受其他頻段的侵害，使用傳統(tǒng)的硬件抗干擾措施只能夠阻止一部分的頻段干擾。所以為了保證應(yīng)用程序可以根據(jù)既定順序進行有序執(zhí)行，要在系統(tǒng)設(shè)計過程中采取相關(guān)措施，提升系統(tǒng)運行的可靠性，降低軟件錯誤發(fā)生率，或者當軟件存在錯誤后能夠自行恢復(fù)正常狀態(tài)。通過設(shè)計指令冗余，能夠使在程序區(qū)內(nèi)的跑飛程序恢復(fù)正常；通過設(shè)計軟件陷阱，能夠使不處于程序區(qū)內(nèi)的跑飛程序恢復(fù)正常；通過Watchdog技術(shù)，能夠?qū)⒁恍┨幱谒姥h(huán)狀態(tài)的失控程序恢復(fù)正常。所以在設(shè)計智能化抄表系統(tǒng)時，要包含以上設(shè)計，從而使系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行?？偨Y(jié)單片機的智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計包括：抄表系統(tǒng)的硬件設(shè)計、通訊部分設(shè)計、抄表系統(tǒng)的軟件設(shè)計以及抄表系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計，只有做好此些設(shè)計，智能化抄表系統(tǒng)才能夠穩(wěn)定、有效的運行，從而促進我國電力事業(yè)可持續(xù)發(fā)展。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的基于單片機的智能化抄表系統(tǒng)設(shè)計分析詳情。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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03-03
2021
單片機電磁干擾技術(shù)
單片機應(yīng)用系統(tǒng)電磁干擾技術(shù)研究單片機系統(tǒng)在工業(yè)應(yīng)用中越來越廣泛，是產(chǎn)品研發(fā)和生產(chǎn)中的重要技術(shù)手段，但由于系統(tǒng)所處的電磁環(huán)境往往比較惡劣，單片機工作時，常受到內(nèi)部和外部的各種干擾，對單片機正常工作帶來不利影響。為了確保單片機系統(tǒng)的可靠性和安全性，必須了解干擾原因，這是解決干擾的重要問題。一、單片機系統(tǒng)干擾類別及分析1.1單片機系統(tǒng)電磁干擾的要素單片機系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾問題，存在三個因素，即電磁干擾源、耦合途徑、敏感設(shè)備。其中干擾源是指產(chǎn)生干擾的元器件、設(shè)備和信號；耦合途徑是指從干擾源到敏感設(shè)備的通路和媒介。典型的耦合途徑是通過導(dǎo)線的傳導(dǎo)和空間的輻射；敏感設(shè)備是指被干擾的對象，比如單片機、放大器、數(shù)模轉(zhuǎn)換器等。1.2單片機電磁干擾的分類單片機系統(tǒng)中電磁的干擾通常分為好多種，按照傳播方式、噪聲產(chǎn)生的原因、波形特征等進行分類。按照傳播方式可分為串模噪聲和共模噪聲；2）按產(chǎn)生的原因可分為高頻振蕩噪聲，放電噪聲，浪涌噪聲；3）波形特征可分為脈沖電壓，持續(xù)正弦波，脈沖序列等。單片機系統(tǒng)的干擾源主要是電磁能量干擾。干擾源主要分為內(nèi)部干擾源和外部干擾源：（1）內(nèi)部的干擾源主要來自印制電路板和電路之間形成相互的干擾；主要由于系統(tǒng)內(nèi)部印制電路板設(shè)計走線不合理，元器件布局不正確及接地等使得單片機系統(tǒng)不能正常工作。（2）外部干擾源主要是電磁波和電磁場。強烈的電磁場干擾信號會影響單片機系統(tǒng)工作，較強的外部干擾信號主要通過電源而進入單片機內(nèi)部系統(tǒng)，所以，供電電源的抗干擾的方法是我們進行電磁抗干擾的一個研究重點。1.3電磁干擾對單片機造成的影響1）單片機系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集誤差加大，使得RAM數(shù)據(jù)發(fā)生篡改，降低數(shù)據(jù)的可靠性。2）單片機控制系統(tǒng)失靈，自動控制系統(tǒng)受到電磁干擾時，可能出現(xiàn)誤動作誤控和失控，使單片機控制系統(tǒng)的有效性和可靠性降低。3）程序運行失常，干擾使得單片機的PC值到了未使用的地址空間而進行毫無意義的運行，或者程序雖然在正常的地址空間運行，但干擾使程序跳轉(zhuǎn)到不應(yīng)去的地方運行或進入死循環(huán)。二、電磁干擾抑制技術(shù)2.1硬件的抗干擾技術(shù)硬件的抗干擾技術(shù)是單片機系統(tǒng)應(yīng)用和設(shè)計中首選抗干擾措施，能有效阻斷干擾傳播途徑，抑制干擾源，合理地布置與選擇有關(guān)參數(shù)，硬件抗干擾措施能抑制絕大部分電磁干擾，常用的硬件干擾如下。1）印制電路板設(shè)計。印制電路板的設(shè)計與布局合理與否對單片機系統(tǒng)的可靠性很重要，這里是噪聲的產(chǎn)生、傳播和吸收的關(guān)鍵步驟。從減小輻射干擾的角度出發(fā)，盡量選用多層板。內(nèi)層分別做電源層、接地層。對信號形成均勻的接地面，加大信號線和接地面間的分布電容，抑制其向空間輻射的內(nèi)力。對于多層線路板，不同區(qū)域的地線面在邊遠處要滿足20 H法則（即地線面的邊沿要比電源層或信號線層的邊沿外延出20 H，H為地線面與信號層之間的高度）。電源線、地線、印制板走線對高頻信號應(yīng)保持低阻抗。在頻率很高的情況下，電源線、地線或印制板走線都會成為接收與發(fā)射干擾的小天線。減低這種干擾是減少電源線、地線、印制板走線本身的高頻阻抗，而且排列要恰當，盡量做到短而直。線路板上有不同的功能電路時，不同類型的電路應(yīng)分離，其接地也應(yīng)分離；不能有信號線穿過地線面上的裂縫。I/O接口上使用獨立的地線，為濾波和屏蔽層提供干凈地點，濾波器盡量靠近電纜進出口。高速時鐘地線盡量短，不要換層，拐角不要90°，盡量遠離I/O端口；芯片上安裝的散熱片要多接到信號地上；I/O接口的驅(qū)動電路要靠近。2）選擇元器件。元器件是系統(tǒng)的基礎(chǔ)，同時也是控制系統(tǒng)中重要環(huán)節(jié)，只有合理地選擇元器件，才能提高整個系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性，因此，應(yīng)選擇集成度高，抗干擾能力強，功耗小的電子器件。3）接地技術(shù)。信號地通常分為單點接地、多點接地和混合接地等種類。按信號頻率小于1MHz時，采用單點接地；工作頻率在1 MHz～10 MHz時，采用單點接地時，地線長度不得超過波長的1/20，否則采用多點接地；信號工作頻率大于10 MHz時，為了降低地線阻抗應(yīng)采用多點接地。多級電路接地點應(yīng)選在低電平電路輸入端，使該端最接近于基準地位，輸入級的接地縮短，受到的電磁干擾可能性減少。4）隔離技術(shù)。通過隔離可以把外來的干擾通斷切斷，同時起到抑制漂移和安全保護的作用。一般分為物理隔離和光電隔離。物理隔離一般針對單片機前段的輸入信號，在工業(yè)測量中分為兩部分。（1）顯示及控制部分，稱為二次儀表；（2）傳感器，稱為一次儀表。有時一次儀表和二次儀表距離較遠，在傳輸過程中信號容易受到干擾，其信號線要遠大于功率導(dǎo)線；光電隔離是將兩個電路系統(tǒng)的電信號隔離開，通過光耦來傳遞信號，既能確保隔斷噪聲信號從一個電路傳輸?shù)搅硪粋€電路，也能保證信號的正確傳輸。在直流和低頻系統(tǒng)中，大多采用光電耦合的方法來隔離，由于以光為媒介進行間接耦合，因而具有較高的電氣隔離和干擾抑制能力。2.2軟件的抗干擾技術(shù)盡管采用了硬件抗干擾技術(shù)，但由于產(chǎn)生干擾的原因復(fù)雜，具有很大的隨機性，難保證單片機系統(tǒng)不受到干擾，所以采用采用軟件抗干擾技術(shù)措施加以補充。1）指令冗余技術(shù)。單片機受到強干擾會造成程序計數(shù)器PC值改變，程序脫離正常運行軌跡，出現(xiàn)亂飛，操作數(shù)值改變，及操作數(shù)當作操作碼放入錯誤。指令冗余與軟件陷阱相似，但有區(qū)別，軟件陷阱用在程序存儲器的未使用區(qū)域中，而指令冗余通常在程序中，其做法是在正常的指令后插入一些NOP指令或?qū)⒂行ё止?jié)重寫，采用指令冗余技術(shù)不僅可以使跑飛的程序納入正規(guī)，還有助于消除隨機干擾，提高可靠性。2）軟件陷阱技術(shù)。軟件陷阱是指一些可以使失控程序恢復(fù)正常運行或恢復(fù)到初始狀態(tài)的一系列指令，通常采用NOP空指令充當軟件陷阱，當程序失控時，只要PC指向這些單元，連續(xù)執(zhí)行幾個空操作后，程序就會執(zhí)行后面的正常程序或被強制跳轉(zhuǎn)到某個指定位置而自動恢復(fù)正常，在程序正常工作，該軟件陷阱并不影響系統(tǒng)的正常工作。3）數(shù)字濾波技術(shù)。數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不用增加硬件設(shè)備可多通道共用，具有高可靠性和高穩(wěn)定性，可對低頻信號濾波。而模擬RC濾波器受電容量的限制頻率不能太低，靈活性好，改變程序就可改變不同的濾波方法。4）看門狗。有時單片機在受理電磁干擾就會出現(xiàn)程序的無序執(zhí)行，如果程序進入死循環(huán)則使單片機死機，解決這個問題的方法是在系統(tǒng)上加看門狗。在各程序段中加如下程序：其中YS為延時子程序，WATCHDOG是看門狗子程序，計數(shù)器的計數(shù)值（計數(shù)時間）要大于主程序循環(huán)一次的時間，否則系統(tǒng)就會總復(fù)位而不能正常運行。正常工作時程序每運行一次LCALL WATCHDOG就從P2.7送一個脈沖使計數(shù)器清零，其Qn輸出端始終為低電平，不會使系統(tǒng)復(fù)位，一但系統(tǒng)受到電磁干擾后程序進入死循環(huán)，程序不能被正常執(zhí)行也就不能從P2.7送脈沖，就會使計數(shù)計滿Qn被罩“1”通過47uF電容送至8051的RESET腳，使系統(tǒng)復(fù)位，重新執(zhí)行主程序?？偨Y(jié)在設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)中，只要認真分析系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，精心選擇元器件，確認干擾源和敏感器件，對他們進行合理布局，能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。實踐證明，只有從硬件和軟件兩個方面采取措施，以硬件抗干擾技術(shù)為主，軟件抗干擾技術(shù)為輔，二者相結(jié)合，才能有效地排除干擾信號的影響，使系統(tǒng)穩(wěn)定性得到提高。以上就是我們深圳市組創(chuàng)微電子有限公司為您介紹的單片機應(yīng)用系統(tǒng)電磁干擾技術(shù)研究。我們有豐富的智能電子產(chǎn)品定制開發(fā)經(jīng)驗，可以盡快評估開發(fā)周期與IC價格，也可以核算PCBA報價。我們是松翰單片機代理商、應(yīng)廣單片機代理商，出售并開發(fā)sonix與應(yīng)廣的MCU與語音IC方案。我們代理并開發(fā)杰理、安凱、全志、realtek等系列的IC與方案，還開發(fā)BLE藍牙IC、雙模藍牙模塊、wifi模塊、物聯(lián)網(wǎng)模塊。我們的擁有硬件設(shè)計與軟件開發(fā)能力。涵蓋了電路設(shè)計、PCB設(shè)計、單片機開發(fā)、軟件定制開發(fā)、APP定制開發(fā)、微信公眾號開發(fā)、語音識別技術(shù)、藍牙開發(fā)、wifi技術(shù)等。還可以承接智能電子產(chǎn)品研發(fā)、家用電器方案設(shè)計、美容儀器開發(fā)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用開發(fā)、智能家居方案設(shè)計、TWS耳機開發(fā)、藍牙耳機音箱開發(fā)、兒童玩具方案開發(fā)、電子教育產(chǎn)品研發(fā)。
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