关键词：单片机；自动控制；抗干扰；问题
引文：单片机的自动控制领域应当重视对干扰问题的防治，目前的抗干扰方法主要有远程控制等方式，在实际运用的过程当中，远程控制法往往无法适应工业生产的环境，占地面积大，使用成本高，并且由于需要编程，因此并不具有较强的实用性。相比于远程控制，单片机往往能够很好的解决干扰问题，实现控制过程的自动化，应当加以研究和利用。本文围绕着单片机自动控制中抗干扰相关问题展开论述，希望能为单片机抗干扰提供一些参考和建议。
一、单片机实际应用中存在的问题和成因
（一）问题
在单片机系统实际使用的过程当中，会存在一些问题，我们应当对这些问题进行分类总结，并找出问题的成因。首先，在上位机器存储和发送的机器，有可能存在发送卡顿等问题导致处在下位的单片机无法接受。当储水泵头和电机开始启动时，处在下位的单片机器出现数据被打乱等问题，使得电机启动出现问题。其次，单片机器的驱动器在实际使用中也存在一些问题，主要是其无法激活继电器开展持续供电，导致电机运行不稳定，单片机自身的显示器屏幕也无法显示相关的数据，在使用中极为不便。除此之外，单片机本身在设计当中也存在一些缺陷，导致其出现死机和卡顿等情况，如果每次使用中都要通过复位键将其恢复出厂设置，将会极大的影响机器的使用效率。除了卡顿和死机现象之外，单片机还经常出现误操作等问题，对操作对象的定时不准确也会影响到电机的正常使用。
（二）原因
以上问题出现的原因有以下原因。首先是由于电网供电的不稳定导致的电伏不正常，电机在启动当中开关电源按钮，特别是一些功率较大的电机启动会增加电网的供电压力，导致电网的电力运输不稳定，受到大功率的电力脉冲干扰，电网的供电能力和稳定性下降，因而会直接导致单片机无法在同一片电网区域正常工作。由于电网因素导致的电机不稳定广泛存在于的单片机的使用故障当中。其次，单片机工作也会受到空间电磁波辐射的影响[1]。在周边环境中存在的各种不同的发电设施会不同程度的向外发送电磁波，这些电磁波辐射会极大的影响的单片机的正常运作，如果单片机在使用过程当中未针对以上电磁波辐射采用相应的防护措施，将会导致单片机正常工作受到干扰，通常情况下针对电磁波辐射的干扰，我们采取接地的措施加以解决和减缓。最后，在单片机的使用过程当中必须要用到多种输入接口，这些输入接口不可避免的会带来不同程度的干扰信号，造成单片机系统运行情况异常[2]。此外，以上这些输入接口之间也会产生不同程度的交叉影响，严重的会直接导致单片机的运行程度出错，直接影响单片机的工作稳定性。
二、单片机自动控制中抗干扰相关问题的思路
（一）硬件部分
针对单片机在抗干扰过程中出现的以上问题，作者认为可以分为硬件和软件两个部分解决问题。对于硬件的设计部分，作者认为首先可以采用屏蔽的方式减少干扰性，利用接地的原理，采用金属材质的保护外罩使得电机抗干扰能力增强。其次，在实际使用的过程当中应当注重对单片机本体的选择。单片机的型号和封装方式都会影响到机器的使用，作者建议，由于单片机内部的电流环路和单片机使用稳定程度负相关，所以应当采用贴片形式的封装形式，利用贴片封装占地面积较小的优点，替代双列电路，使单片机内部电流环境更加平衡，减小自感的干扰。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆电源的选择也是单片机抗干扰问题研究的重点部分，供电的持续和稳定是单片机正常运行的关键，若要使供电系统持续稳定，应当保持电源的持续供电，禁止其它端口带来的电流干扰，在变压器的选择上应当以屏蔽多余电流的特点为主要考察点，单片机的电源变压器应当具备排除电磁影响的功能，在单片机的工作过程中，应当注意保持清洁的环境，使周边环境不存在强电设备带来的电流干扰，这样才能确保单片机的输电环境不受到影响，除了分离供电之外，还可以采用单独供电的方式，使单片机供电系统平稳[3]。在单片机复位系统的设计中，为了防止单片机系统出现死机和卡顿的情况，应当减少对普通复位电路的使用频率，这种电路系统会采用频繁供电的方式对单片机进行输电，容易造成单片机的卡顿和死机。在单片机系统之间进行的信息传输是通过过程通道来进行的。单片机若要正常工作，必须进行系统之间信息的输入和输出，当输出对象和单片机之间的距离过长，就不可避免的会导致系统信息的输入和输出之间存在着电流的干扰，因此若要单片机在工作过程中，应当为传输系统做好电流隔离工作，增设传输线路，减轻干扰带来的压力[4]。除此之外，应当为单片机挑选合适的印刷电路板，为单片机的抗干扰性能画龙点睛。印刷电路板的设计不是单纯的电线和零件的排布，电路板包括了各种不同的信号电线和电源线路，对于单片机的运作起到十分重要的作用，因此应当对印刷电路板进行科学的设计和排布，将模拟区域和数字区域的零件分开，将其分别进行固定，不要将数据电线排布在元器件的下部，防止单片机运行过程中产生过大的噪音[5]。将耦电容安装在电源模拟接口和引脚处，其中为了防止电阻带来的电流干扰，应当依据实际情况将电流线路加粗，以扩大横截面积的方式减小电阻，增强供电线路的信号，并且要将电源线安排在于数据传输方式一致的方向之上，防止电流干扰和噪音污染。
（二）软件部分
单片机在抗干扰问题上还应当注意对相关软件的设计。作者认为，采用软件系统对多余的电磁波进行过滤和屏蔽，防止单片机系统受到不良信号的干扰，导致控制程序出现错误。单片机在设计时的先天缺陷导致了数据的输出和输入通道当中往往具有来自外界环境的不同干扰，这些干扰因素往往会导致单片机测控操作具有一定的误差。随着技术的不断发展，当前对单片机的测控系统往往采用数字化的方式对电磁波进行过滤，从而提高单片机系统测控的准确率。对于数字化的过滤方式主要是利用信号之间的不同序列进行的转换，通过数字化程序对电磁波的过滤，可以大大提高电磁波的抗干扰性能[6]。除了软件滤波之外，单片机的抗干扰处理还可以通过对错误程序的及时补救来处理，将错误的指令在中途截获，并将其固定在指定的区域和位置，或者急死将错误程序引出，防止指令错误传达。这种技术可以形象的称为“陷阱”技术。这种“陷阱”往往被铺设在不影响使用的区域，例如中断向量区、空白程序区域等正确程序无法到达的空间，在不影响正确指令发送和生效的前提下，提高“陷阱”的工作效率，使单片机的程序运行更加顺畅。最后，单片机的抗干扰技术还可以选择程序监控的方式进行，在数据端口设置监视程序，计算程序运行的时间，以此来判断程序运行是否正常，如果发现运行超时等异常现象，即刻将该程序卡死，使其返回入口，前往程序处理的集中区域，统一将错误程序进行处理，纠正程序错误，使得单片机系统正常运行。
结语：综上所述，在单片机自动控制之中，应当采用多种方式进行硬件和软件的综合设计，相互配合，实现强有力的抗干扰运作，提高单片机系统的工作效率，从而使单片机自动控制系统有效运行。
参考文献：
[1]张崇武.单片机自动控制中抗干扰相关问题研究[J].价值工程,2019,38(33):274-275.
[2]黄小琴.船用分布式单片机自动容错控制系统[J].舰船科学技术,2019,41(18):220-222.
[3]曲鸣飞,陈楠,戚成浩.单片机在真空包装机抗干扰控制系统中的应用[J].通信电源技术,2019,36(04):62-63.
[4]林金忠.单片机自动控制中抗干扰研究[J].长江大学学报(自然科学版)理工卷,2009,6(03):251-252.
[5]李树华,郭改枝.单片机多路灯光自动控制系统的设计及实现[J].内蒙古大学学报(自然科学版),1997(01):129-132.
[6]李天全.单片机在窗户自动控制管理中的应用研究[J].科技成果纵横,2009(04):77-78.
论文作者: 罗泉,
论文发表刊物:《科学与技术》2019年19期
论文发表时间:2020/4/28
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