單片機控制系統(tǒng)的抗干擾措施

周銘鋒

摘 要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷進步，為各行各業(yè)的經(jīng)營發(fā)展，起到了良好的促進作用。而單片機控制系統(tǒng)的應(yīng)用，能夠?qū)⒂嬎銠C技術(shù)、自動化控制技術(shù)和通信技術(shù)相結(jié)合，實現(xiàn)生產(chǎn)流程的高效管理。不僅能夠顯著加快產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，還可以大幅度降低勞務(wù)成本，促進企業(yè)的穩(wěn)定有序發(fā)展。但單片機控制系統(tǒng)在使用過程中，極容易受到設(shè)備內(nèi)部和外界因素的干擾，造成單片機控制系統(tǒng)的運行失常，嚴重阻礙產(chǎn)品的正常生產(chǎn)進度。筆者利用單片機控制系統(tǒng)被干擾的主要現(xiàn)象，結(jié)合單片機控制系統(tǒng)出現(xiàn)干擾的原因，淺談一下單片機控制系統(tǒng)的抗干擾措施。

關(guān)鍵詞：單片機控制系統(tǒng);抗干擾措施;產(chǎn)品制造

引言：將單片機控制系統(tǒng)，融入到企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中，既能夠?qū)Ω黜椩O(shè)備進行實時監(jiān)測，確保設(shè)備的正常運行。還可以實現(xiàn)自動化控制的效果，極大程度縮減了勞務(wù)人員的數(shù)量。但由于電池輻射和人為因素的影響，常常會導(dǎo)致單片機控制系統(tǒng)出現(xiàn)死機、定時不準和數(shù)據(jù)監(jiān)測失誤等問題，令產(chǎn)品的生產(chǎn)效率受到嚴重的影響。提高單片機控制系統(tǒng)的抗干擾能力，成為了保障企業(yè)產(chǎn)品正常生產(chǎn)的主要手段，也是加快企業(yè)發(fā)展速度的重要舉措。

一、單片機控制系統(tǒng)被干擾的主要現(xiàn)象

（一）死機

當單片機控制系統(tǒng)被外界因素干擾時，極容易出現(xiàn)內(nèi)部程序的運行混亂。從而導(dǎo)致內(nèi)部程序進入到死循環(huán)之中，造成單片機控制系統(tǒng)的死機。令指針指向與實際情況出現(xiàn)嚴重偏差，無法再向工作人員顯示設(shè)備的真實運行情況。對企業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)，造成了極大的阻礙。

（二）數(shù)據(jù)混亂

單片機控制系統(tǒng)受到干擾時，還出現(xiàn)RAM中的數(shù)據(jù)信息被打亂的情況，使程序運行結(jié)果的準確性嚴重降低，對設(shè)備監(jiān)測與控制工作造成不利的影響。而顯示器的內(nèi)部電路遭遇干擾，會導(dǎo)致顯示器頻繁出現(xiàn)閃爍的情況[1]。不僅會阻礙相關(guān)人員的正常工作，還會對顯示器內(nèi)部元件造成損壞，令顯示器的使用年限大幅度縮減。

（三）定時不準

定時運行是單片機控制系統(tǒng)使用過程中的一大優(yōu)勢，也是降低勞務(wù)人員的重要方法。通過定時運行功能，極大程度增強了產(chǎn)品生產(chǎn)的自動化水平，令產(chǎn)品的制作數(shù)量與質(zhì)量顯著提高。一旦單片機控制系統(tǒng)被干擾因素影響時，會導(dǎo)致程序運行超出定時時間，使產(chǎn)品的生產(chǎn)工作受到嚴重的阻礙[2]。

二、單片機控制系統(tǒng)出現(xiàn)干擾的原因

（一）電源性能較差

為了確保單片機控制系統(tǒng)的正常運行，工作人員應(yīng)先理清相關(guān)的干擾因素，然后采取對應(yīng)的措施手段，降低各項因素的干擾程度。為企業(yè)的經(jīng)營發(fā)展，奠定良好堅實的基礎(chǔ)。通過深入分析可以發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致單片機控制系統(tǒng)頻繁受到干擾，主要有電源性能差、缺乏抗干擾設(shè)施和元器件質(zhì)量差三個方面的原因。其中，系統(tǒng)電源性能差，主要體現(xiàn)在抗干擾能力弱和電壓電流偏低。一旦因此受到電磁輻射的干擾，不僅會影響單片機控制系統(tǒng)的正常運行，還會縮短元器件的使用年限，對企業(yè)的生產(chǎn)也造成極為不利的影響[3]。單片機控制系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)遠程控制的效果，為設(shè)備的運行管理提供良好便利。但在遠距離數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中，常常會出現(xiàn)電流和電壓偏低，會令器件的驅(qū)動功率處于臨界狀態(tài)，甚至出現(xiàn)功率不足的情況。使單片機控制系統(tǒng)的整體性能顯著降低，無法在企業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮出應(yīng)有的作用[4]。

（二）缺乏抗干擾設(shè)施

單片機控制系統(tǒng)由軟件和硬件兩個部分共同構(gòu)成，當軟件程序缺乏抗干擾措施時，會使CPU暴露在一個危險的處境中，隨時會遭遇到低頻率信號的干擾，出現(xiàn)運行失常的情況。而未對各項硬件采取屏蔽保護措施，會使硬件遭受到高頻率信號的影響，使單片機控制系統(tǒng)的整體性能顯著降低[5]。

（三）元器件質(zhì)量較差

元器件是單片機控制系統(tǒng)的構(gòu)成基礎(chǔ)，具有種類繁雜和數(shù)量眾多的特點。當元器件的質(zhì)量不達標時，不僅會影響單片機控制系統(tǒng)的正常運行，導(dǎo)致異常狀態(tài)的頻繁發(fā)生。還會增加使用過程中的經(jīng)濟成本，令維修費用呈現(xiàn)居高不下的情況。

三、單片機控制系統(tǒng)的抗干擾措施

（一）配置抗干擾設(shè)施

為了使單片機控制系統(tǒng)能夠正常運行，工作人員應(yīng)針對系統(tǒng)內(nèi)部的軟硬件，采取專屬的抗干擾措施。但單片機控制系統(tǒng)的抗干擾能力顯著提升，確保產(chǎn)品生產(chǎn)的有序進行。硬件的抗干擾設(shè)施，主要有穩(wěn)壓器、光電隔離器、去耦電容和屏蔽線四種。穩(wěn)壓器主要是安放在系統(tǒng)電源上，使電源電壓保持平穩(wěn)，避免過壓、欠壓和尖峰電壓的出現(xiàn)，使單片機控制系統(tǒng)保持在穩(wěn)定正常的工作狀態(tài)。而光電隔離器的作用，能夠提升輸入輸出通道的抗干擾能力，確保數(shù)據(jù)信息的良好快速傳遞。而去耦電容在輸入、輸出和電源等回路中的應(yīng)用，極大程度地屏蔽了高頻率的干擾信號，令單片機控制系統(tǒng)的運行變得更加穩(wěn)定。屏蔽線的使用，主要是防止周圍環(huán)境中電磁波的干擾，確保部件的正常運行。

（二）設(shè)置抗干擾措施

軟件的抗干擾措施，則主要是圍繞CPU進行展開，利用人工復(fù)位和掉電保護的方法，使CPU的運行狀態(tài)保持正常。為單片機控制系統(tǒng)的正常運行，奠定良好堅實的基礎(chǔ)。人工復(fù)位是指通過在單片機RESET端增加高電平信號的方式，使出現(xiàn)失控的CPU能夠進行自動復(fù)位。從程序源頭重新開始執(zhí)行相關(guān)命令，避免了陷入死循環(huán)的情況發(fā)生。當系統(tǒng)電源出現(xiàn)瞬間斷電或電壓急劇下降時，掉電保護能夠?qū)AM中的重要的參數(shù)，進行及時保存。在系統(tǒng)電源恢復(fù)正常以后，繼續(xù)未完成的后續(xù)工作，有效避免數(shù)據(jù)混亂的情況發(fā)生。使單片機控制系統(tǒng)在企業(yè)生產(chǎn)中，發(fā)揮出更大的作用。

（三）系統(tǒng)電源優(yōu)化處理

根據(jù)電源干擾因素，對系統(tǒng)電源進行適當優(yōu)化與調(diào)整，能夠顯著降低外界因素對電源的影響，確保單片機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對系統(tǒng)電源優(yōu)化處理的方法，除了在系統(tǒng)電源中使用穩(wěn)壓器和屏蔽線，還可以通過隔離變頻器和接地處理的方式，提高系統(tǒng)電源工作中的抗干擾能力，確保系統(tǒng)電源能夠按照相關(guān)指令完成工作。為單片機控制系統(tǒng)的正常運行，奠定良好堅實的基礎(chǔ)。

結(jié)語：通過對單片機控制系統(tǒng)干擾現(xiàn)象和干擾原因的深入了解，可以發(fā)現(xiàn)當系統(tǒng)被干擾以后，不僅會顯著降低系統(tǒng)的整體運行性能，還會出現(xiàn)死機、顯示器閃爍和定時不準等故障問題，嚴重影響了產(chǎn)品的正常生產(chǎn)。面對這些干擾因素，通過增加抗干擾設(shè)施和優(yōu)化調(diào)整系統(tǒng)電源等措施手段，能夠使單片機控制系統(tǒng)的抗干擾能力顯著增強，使系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性大大提高。為我國企業(yè)的長遠有序發(fā)展，提供了良好有利的幫助。

參考文獻：

[1]趙琳娜.論單片機系統(tǒng)的抗干擾問題及優(yōu)化措施[J].電子制作，2018：21-22，20.

[2]杜娟.加強單片機PLC控制系統(tǒng)抗干擾能力的措施分析[J].科技傳播，2015：50+52.

[3]張曉宇.單片機在無線通訊系統(tǒng)應(yīng)用中的抗干擾措施[J].引文版：工程技術(shù)，2016：49.

[4]曲鳴飛，陳楠，戚成浩.單片機在真空包裝機抗干擾控制系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].通信電源技術(shù)，2019：68-69.

[5]趙家瑩，蘭揚，胡楠.單片機自動控制中抗干擾問題分析[J].內(nèi)燃機與配件，2020：212-213.

（寧波財經(jīng)學(xué)院 ?浙江 ?寧波 ?315000）