摘要：单片机应用系统是保障产品质量的重要措施，同时也可以在很大程度上提高生产效率。单片机在实际的工作中经常受到各种电磁的影响和干扰，这就对单片机的安全性与可靠性带来了巨大的挑战欲威胁。在具体的工作之中，必须保证单片机工作的可靠性与稳定性，否则一旦出现问题将产生十分恶劣的后果，造成不必要的损失。因此，我们应该重视研发和提高单片机嵌入式系统的抗干扰技术，为生产过程保驾护航。
关键词：单片机嵌入式系统；硬件抗干扰技术；软件抗干扰技术
引言
单片机应用系统能在相当大的程度上提升生产效率，故其对产品质量的保障而言至关重要。在实际的操作过程中，单片机的可靠性与安全性会因受到各种各样的电磁影响和干扰便遭到了巨大的威胁与挑战。所以要务必保证单片机在工作之中保持稳定与可靠的状态，因为一旦产生问题就将出现极其严重的不利后果，从而引致不必要的财产损失。所以，为了对生产的过程进行保驾护航，我们要注重提升对单片机嵌入式系统在抗干扰技术上的研究与发展。
一、干扰对单片机应用系统的影响
1.1导致测量误差变大
在单片机系统保持运行的过程中，干扰因素造成的电磁振荡，会造成单片机系统中的模拟信号输入通道受到干扰，造成信号叠加，导致系统的数据采集发生偏差。尤其是对于一些微弱的信号进行测量时，这时如果干扰的电磁振荡幅度较大，就很可能将微弱的信号淹没，造成测量的失效。
1.2导致控制系统失效
单片机嵌入式系统中的输出控制信号在很多情况下是受到具体环境下的状态输入信号影响的，有时候也会受到相关信号的逻辑处理的结果影响，假设这些输入的状态信号被干扰了，造成输入的信号状态发生了改变，这时输出的控制误差加剧，可能会引起控制系统的失效，导致控制系统无法正常工作。
1.2导致程序无法正常使用
在单片机嵌入式系统工作的过程中，在受到相应的干扰后，系统的自我保护和防御功能可能会对于相关电气设备进行复位处理，但是在持续的干扰环境下，相关设备反复进行复位操作，就会导致系统运行的终端，造成系统无法正常使用。在相关的干扰作用下，单片机嵌入式系统中的程序计数器的PC数据也许会发生变更，对于程序的正常有效使用也是大大不利的。外界干扰对于单片机程序计数器PC数值的影响是不确定的，这种随机性可能会导致程序执行一些完全没有操作意义的指令，更有甚者，导致系统进入死循环的模式中，造成系统设备的操作混乱甚至死机。
二、单片机嵌入式系统的硬件抗干扰技术
2.1去耦技术
单片机嵌入式应用系统每次发生数字信号电平转换的时候，都会在瞬间产生巨大的电流冲击高峰，由于传输电流的线路和电源有内阻，从而形成较大的电压降，这就对系统的运行产生了干扰。为了消除瞬间电流产生的干扰，我们在一些电路中，配置去耦电容，形成去耦电路，消除其他电路对集成电路产生的干扰。配置原则是每一个集成电路都要配置一个。它的作用可以吸收开关时的产生的巨大能量，也可以消除一些电路的噪音。
2.2屏蔽技术
屏蔽技术在单片机嵌入式应用系统中的应用可以提升整个系统的运行稳定性。其屏蔽技术是一个完整的金属箱子应用于单片机嵌入式系统中，充分发挥完整的金属箱体可以屏蔽电磁的原理来保护单片机嵌入式系统不受外部干扰，提升系统的抗干扰能力。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在实际实施过程中，信号线和电源线尽量分开，两者的距离隔得越远越好，还有信号线路和电源线路不能同处于一个金属内部。这样信号线路的磁场与电源线路的磁场就不会产生作用，避免形成干扰。
2.3电源干扰控制
单片机嵌入式系统的电源也是一个干扰因素，电源作为单片机嵌入式系统的能源提供设备，它在提供能源的同时，会产生噪音干扰系统及系统的大部分控制线路。电源变压器运用双隔离的方法，把电源变压器的屏蔽层的初级线圈接地，次级线圈接抑制板地，通过这种方法减少高频和低频的脉冲干扰。利用压敏电阻的特性抑制线路瞬时高压，其并联在电源的初级线圈上可以稳定线路的电压。由于单片机嵌入式系统会产生高次谐波，安装低通滤波器改善电源波形，采取独立的模式稳压，减少相互之间的影响，提高供电的稳定和可靠性。
三、软件抗干扰技术
单片机嵌入式系统在工作过程中会产生很多的干扰信号，干扰机理十分复杂，干扰因素也比较多，存在很多的偶然性与随机性，因此我们仅仅使用硬件技术提高其抗干扰能力是不够的，还应该提高系统软件的抗干扰能力，以此来保障单片机嵌入式系统的正常工作。软件抗干扰技术是硬件抗干扰技术的重要补充，该技术能耗较低，投入较少，在实际的使用中十分广泛，也对提高单片机嵌入式系统抗干扰能力有着十分重要的意义。
3.1系统指令冗余技术。单片机嵌入式系统在工作的过程中如果跑飞的程序在ROM区中工作的时候，我们可以采用指令冗余技术进行调整。在具体的设计过程中，指令冗余技术主要分为两种：重要指令冗余以及NOP指令的使用。这两种指令的应用方式与应用场所是不同的，在实际的软件设计之中我们应该对其具体的工作环境进行分析与讨论，根据其工作环境的特点灵活的选用这两种方式来提高单片机嵌入式系统的软件抗干扰技术。
3.2系统软件陷阱技术。当跑飞的程序落在非程序区（如EPROM未使用的空间或某些数据表格区），则采用软件陷阱使程序恢复正常所谓软件陷阱，就是在非程序区设置一些拦截程序，将失控的程序引至复位入口地址0000H或处理错误程序的入口地址ERR，在此处利用LJMP指令，使程序走入正轨。
这样不仅可以降低系统中的信息调度复杂度，也可以对服务终端的数量进行限制，以保证系统带宽满足用户的需求。针对协作式信号处理，通过信号的发送和接受，从而提高系统频谱率，同时也提高蜂窝小区边缘的用户吞吐量，协作信号处理会造成系统调度复杂度，但是，其可以提高网络架构系统的性能，协作式信号处理主要包括联合接受、联合发送和协作式调度、协作式波束赋型等两种方式。
四、结束语
在工程实践中通常都是几种抗干扰技术并用，互为补充完善来取得较好的抗干扰效果。细致周到地分析干扰源，确定干扰性质，硬件与软件抗干扰技术相结合，完善系统监控程序，使系统最大限度的避免干扰的产生和受干扰后能使系统恢复正常运行，保证单片机控制系统长期稳定可靠地工作。
参考文献：
[1]何煦岚.嵌入式操作系统的抗干扰技术[J].制造业自动化.2010(12).
[2]刘海波,吴德伟,董成喜,卢艳娥.GPS抗干扰技术发展趋势[J].火力与指挥控制，2011(01).
[3]张文超.信号抗干扰技术介绍及其在DCS系统的应用[J].冶金动力，2012(04).
[4]谭庆龙.单片机嵌入式系统的抗干扰技术研究[J].中国新通信,2016,18(11):38.
[5]姜凤茹.单片机嵌入式系统的抗干扰技术[J].中小企业管理与科技(中旬刊),2015(11):275.
[6]郝树虹,盛春玲,李秋菊,胡滨.单片机嵌入式系统的抗干扰技术[J].中国新技术新产品,2010(05):22.
论文作者:孙娜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/25
标签：单片机论文; 抗干扰论文; 干扰论文; 系统论文; 嵌入式系统论文; 技术论文; 程序论文; 《基层建设》2019年第24期论文;