[發明專利]一種單片機系統抗干擾的方法

無效

• 申請號: 201010605910.4
• 申請日: 2010-12-27
• 公開（公告）號: CN102566467A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 陳懷平
• 申請（專利權）人: 貴州雙陽飛機制造廠
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 貴州國防工業專利中心 52001
• 代理人: 谷慶紅

技術領域

本發明涉及單片機應用領域，具體涉及一種單片機在強電磁干擾下抗干擾的方法。

背景技術

當單片機作為一個控制系統工作時，控制系統中的直流電機或其他設備工作時會產生極其嚴重的電磁干擾，如在利用單片機為測試開關量控制的中心，將被測開關量的通斷狀態按二進制進行編碼，用單片機完成開關量信號采集、按鍵識別、時間測量與顯示功能。單片機控制直流電機產生開關量、液晶顯示器作為控制系統的顯示部件，會出現液晶顯示器出現花屏現象，無法進行正常測試。經查原因是直流電機工作時產生的電磁干擾極其嚴重，用頻譜分析儀可以觀察到干擾的頻譜很寬，這種強電磁干擾從電源地線串入為控制系統供電的5V直流開關電源而導致系統不能正常工作。在單片機P1口加入π型濾波電路后，電路板重新進行布局后情況有所改善，但液晶顯示器還是經常出現花屏現象。將單片機芯片取下用仿真頭代替，用仿真器在計算機上仿真，可以觀察到單片機工作正常。因此可以判斷液晶顯示器花屏的原因是顯示器中的微處理器受到直流電機的強電磁輻射干擾而不能正常工作。通過對液晶顯示器和數據線、控制線采取屏蔽措施也無法完全消除干擾。為解決此問題，更換了另外幾種抗干擾能力較強的液晶顯示器進行試驗，試驗效果仍然很不理想。經過技術探討和論證，重新改變設計方案，采用數碼管來實現測量數據的顯示。按照此方案重新設計電路板進行試驗時，干擾還是頻繁出現，造成了測試儀經常出現數字亂跳的現象，并且有越來越嚴重的趨勢。針對此現象采用了電源濾波、接地處理以及系統屏蔽等措施進行處理，結果仍沒有得到有效改善。于是，再次用仿真器進行仿真，通過觀察單片機各定時器的數值，終于發現在電磁干擾出現時，單片機的定時器計數值出現了紊亂，單片機的定時中斷處理子程序的功能是計數值自動累加，當定時器受到強電磁干擾時計數值沒有自動加1，而是跳變到一個隨機數了，由此反應出的現象就是數字無規律跳變，無法正常計時。

發明內容

為解決上述技術問題，本發明提供了一種利用單片機內部的兩個定時器糾正在電磁干擾的情況下單片機的定時器出現的紊亂。

一種單片機系統抗干擾的方法，其特征在于：使單片機的兩個定時器T0和定時器T1同時工作，T0在計數值的累加外還要監視T1的計數值，如果T1的計數值出現紊亂，紊亂的標準是檢查相鄰的兩個計數值，如果二者之差大于規定值，就認為出現了紊亂，就用T0的計數值糾正T1的計數值，T0還要每次對自己相應的輸出管腳的狀態求反，使自己可以被T1檢測，在求反同時輸出一個頻率為500Hz的方波作為時基檢定用；同樣，T1在計數值的累加外還要監視T0的計數值，如果T0的計數值出現紊亂，紊亂的標準是檢查相鄰的兩個計數值，如果二者之差大于1，就認為出現了紊亂，就用T1的計數值糾正T0的計數值，T1還要每次對自己相應的輸出管腳的狀態求反，使自己可以被T0檢測，在求反同時輸出一個頻率為500Hz的方波作為時基檢定用。

具體的工作進程如下：

在T0檢查到T1的低電平后，將定時器T1的計數值放入變量s1_1貯存；然后檢查到T1的高電平后，將定時器T1的計數值放入變量s1_2貯存，如果|s1_1-s1-2|＞＝規定值；則認為開始出現紊亂了，T0的計數值糾正定時器T1的計數值。同樣地，在T1檢查到T0的低電平后，將定時器T0的計數值放入變量s0_1貯存；然后檢查到T0的高電平后，將定時器T0的計數值放入變量s0_2貯存，如果|s0_1-s0-2|＞＝規定值；則認為開始出現紊亂了，T1的計數值糾正T0的計數值。這樣一來，T0和T1互相監視對方，就能使T0和定時器1正常計數，如果有一個定時器出現紊亂，就能立刻被對方進行糾正，從而從根本上解決了問題。

可能會有觀點認為：如果兩個定時器都同時被干擾出現紊亂，那么問題不是仍然存在嗎？回答如下：如單片機的定時器設定在工作方式1，則計數最大值為65535，因此定時器首次出現紊亂的概率為1/65535，兩個定時器同時出現紊亂的概率為1/(65535×65535)＝2×10^-10，如此小的概率基本可以忽略。

本發明通過對單片機中兩個定時器的巧妙使用，克服了單片機在使用過程中電磁干擾對單片機系統的影響，提高了單片機系統的穩定性。

本發明的保護范圍不僅限于兩個定時器相互監視防止互相糾正錯誤，使用本方法的原理從而糾正單片機因電磁干擾而產生錯誤的作法都落入本發明的保護范圍。