摘要:在工业领域中，单片机测控系统所处环境十分复杂，很容易受诸多因素的干扰，甚至会致使系统整体陷入瘫痪状态。为此，针对系统干扰因素的研究十分重要，同样，需要从硬件与软件两方面入手，积极采取抗干扰技术，以保证系统实际应用的可操作性。
关键词:单片机;测控系统;抗干扰技术;分析
1关于单片机控制系统干扰的研究
单片机是单片机测控系统中的核心主机单元，但是除单片机以外，该系统还需要配置具有测量、控制和人机对话等功能的外围电路。对单片机测控系统产生影响的因素有很多，其中，由干扰源所产生的干扰主要是以耦合为途径对测控系统产生电磁所干扰的。而具体的干扰传递途径主要是导线、空间和大地.对于单片机测试系统产生极大干扰的形式就是传导性干扰。而在直接传导形式之下，干扰信号就会进入到系统当中，具体表现在利用主机单元、输入/输出单元、测量单元和电源系统等。而抗干扰技术具有一定的系统性，所以，在设计并研制系统，包括系统生产和使用阶段都需要给予综合考虑。其中，在设计单片机测控系统的初始阶段，需要进行预测性地分析，充分考量与部件抗干扰设计及可靠性设计相关的基本功能结构或者是软硬件的设计。在这种情况下，可以尽可能降低干扰程度，以保证系统运行的更加稳定与可靠［2］，如表1所示。
2单片机测控系统的抗干扰技术
2．1硬件抗干扰技术
2．1．1干扰源所谓干扰源具体指的是电源干扰，一般来讲，主要是因为雷电或是大规模设备的大动作所引起的电源欠压或是过压，亦或是浪涌与下陷等多种形式的干扰。在这种情况下，按照干扰源的不同，可以采用以下两种方法。1)将压敏电阻接入到交流电网进线端能够有效地规避干扰。这样一来，不仅可以防雷，同时还能够对因为浪涌所引发的电压进行有效吸收。2)受电源干扰的主要原因就是高次谐波，因此，应当将低通滤波器接入其中，进而抵抗干扰。其中，50HZ市电利用低通滤波器能够将高次谐波过滤，进而对电源的波形进行有效地改善。但是，如果是处于低压情况，若滤波器有大电流通过，则应当使用滤波网络，主要由小电感和大电容构成。若滤波器处于高压工作状态，则需要使用由小电容和最大允许电感组成的滤波网络［3］。2．1．2干扰传播途径抗干扰当信号通道在传输线与外部设备连接的状态下，因为传输介质主要是传输导线与输入输出通道信号量，无论是模拟量还是数字量，必然会有一定的干扰进入到通道内部。因而，需要积极采取措施予以规避。1)传输线应该尽可能远离功率较大的器件，与此同时，为了避免长传输线的干扰，需要使用屏蔽线，并积极采用光耦方式，以保证长传输线能够全部浮置。2)针对数字量抗干扰设计，需要使用光电隔离与继电器隔离的方法。其中，光电隔离可以对尖峰脉冲和不同噪声干扰进行有效地抑制，而继电器隔离主要是针对启停负荷不大的情况。如果设备不要求速度，那么实际的效果会高于光电隔离。
2．2软件抗干扰技术
2．2．1数字滤波1)中位值滤波的方法。确保连续N次采样，并且根据大小进行排列，选择中间值作为有效数值。这种方式最主要的优点就是能够对偶然因素所导致的波动干扰予以克服，但同样也具有一定的缺点，具体表现在测量速度变化较快的参数方面并不适用。2)限幅滤波的方法。这种方法是按照个人经验判断，便于对两次采样允许最大偏差数值进行确定。若在每一次检测全新数值的时候，本次值和上次值的差异不超过最大的偏差数值，就说明本次值具有有效性，反之则无效，需要放弃，而使用上次值进行替代［4］。这种方法的主要优势就是可以对偶然因素所引发的脉冲干扰予以克服。但是，缺点主要表现在难以对周期性干扰进行控制，而且数据平滑度不理想。2．2．2软件冗余技术在CPU受到干扰以后，就会将操作数当作指令执行，最终导致程序出现混乱的情况。而很多单片机指令都不多于三个字节，所以，单字节指令比较常见。由此可见，应当在关键位置添加单字节的指令，进而确保被弹飞的程序可以在短时间内恢复到正确控制范围之内。2．2．3软件陷阱的设置一旦程序受干扰，就会进入到非程序区域，所以，需要对应用相关指令将捕获乱飞的程序导入至复位程序区域的入口位置。而在此位置，也会安排能够把程序转移到由于出错而处理的程序，在这种情况下，系统就能够正常地执行程序要求。
3结语
单片机测控系统中的抗干扰技术主要可以划分成硬件与软件干扰技术，必须将两者相互结合，才能够确保系统在复杂的现场环境中经受长期的检验，最终增强抗干扰的效果。
参考文献:
［1］高源．软件抗干扰技术在煤矿用单片机测控系统中的应用［J］．煤炭技术，2014，33(3):239－240．
［2］吴秋宁，邵建龙，吕急诊医学论文英英，等．提高单片机测控系统的抗干扰能力的研究［J］．电子测量技术，2010，33(2):63－66．
作者：邵艳雪 何永乐 单位：河北大学
