[發(fā)明專利]一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310059029.2
• 申請(qǐng)日: 2013-02-25
• 公開（公告）號(hào): CN103116301A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 黃石紅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京火天食品機(jī)械制造有限公司
• 主分類號(hào): G05B19/042
• 分類號(hào): G05B19/042
• 代理公司: 北京愛普納杰專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11419
• 代理人: 何自剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，具體涉及一種睡眠法消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾。

背景技術(shù)

在以單片機(jī)為核心的智能控制設(shè)備和產(chǎn)品中，保障其可靠運(yùn)行是至關(guān)重要的。工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的情況下，為預(yù)防各種類型的干擾，人們?cè)谲浖陀布膬煞矫娌扇×嗽S多較為有效的措施，如加強(qiáng)電源濾波、光電隔離、直流電源隔離、交流噪聲濾波、設(shè)置軟件陷阱、增加看門狗實(shí)時(shí)監(jiān)控程序運(yùn)行等。雖然這些措施大大提高了應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾性能，多數(shù)情況下能夠保證單片機(jī)正常運(yùn)行，但是當(dāng)被控制對(duì)象為電機(jī)及繼電器等感性負(fù)載時(shí)，尤其是當(dāng)被控制對(duì)象為開關(guān)型、大電流的感性負(fù)載時(shí)，負(fù)載對(duì)象從開啟或關(guān)閉到穩(wěn)定狀態(tài)期間將產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬時(shí)干擾信號(hào)，單片機(jī)的運(yùn)行將會(huì)受到嚴(yán)重影響。

火花干擾輕則使系統(tǒng)跑飛，重則使芯片燒毀，后果是很嚴(yán)重的。

現(xiàn)有解決上述干擾問題的方法可分為硬件和軟件兩種。用硬件來消除干擾不但會(huì)增加額外經(jīng)濟(jì)及能源成本，而且使系統(tǒng)更為復(fù)雜，對(duì)于電機(jī)啟停時(shí)瞬時(shí)大電流造成的干擾效果不佳。而軟件消除干擾的方法主要分為以下三種：

1、指令冗余。所謂“指令冗余”就是在一些關(guān)鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)的空操作指令NOP。但是采用“指令冗余”是有條件的，首先“跑飛”的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到所設(shè)置的冗余指令，如果這兩個(gè)條件不滿足，則干擾會(huì)帶來很大的危害。

2、軟件陷阱。所謂“軟件陷阱”就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向一個(gè)指定地址，在那里有一段專門處理錯(cuò)誤的程序。但是“軟件陷阱”占用了大量的存儲(chǔ)器空間，所以它的使用很受限制。

3、“看門狗”技術(shù)。所謂“看門狗”技術(shù)就是定期地把看門狗計(jì)時(shí)器清零來防止看門狗溢出產(chǎn)生中斷。當(dāng)程序跑飛時(shí)程序便無法“喂狗”，造成看門狗溢出，系統(tǒng)復(fù)位，從而消除干擾。但是電機(jī)啟停時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電流干擾可能會(huì)使系統(tǒng)頻繁地復(fù)位，這樣系統(tǒng)就無法正常工作。

傳統(tǒng)的抗干擾措施就顯得力不從心，不能有效地解決瞬態(tài)火花對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的嚴(yán)重干擾，這時(shí)就需要另辟蹊徑，采用新的辦法來解決這一問題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，使用睡眠法消除火花干擾不僅無需增加硬件成本，無需占用大量?jī)?nèi)存，而且也不會(huì)使系統(tǒng)頻繁復(fù)位，代碼簡(jiǎn)短，簡(jiǎn)單易行，而且效果極佳。

其技術(shù)方案如下：

一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，包括以下步驟：

當(dāng)程序控制中需要啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，首先發(fā)出控制命令接通交流接觸器啟動(dòng)電機(jī)，同時(shí)向定時(shí)器寫入時(shí)間常數(shù)，啟動(dòng)定時(shí)器工作并向單片機(jī)特殊功能寄存器PCON寫命令字，使單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序，在此期間，只有定時(shí)器在工作，當(dāng)定時(shí)器溢出中斷時(shí)喚醒單片機(jī)，單片機(jī)再次向定時(shí)器裝入時(shí)間常數(shù)并進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序，如此反復(fù)5次，等到交流接觸器完全吸合電機(jī)啟動(dòng)完成，定時(shí)器喚醒單片機(jī)進(jìn)入正常執(zhí)行程序。

所述等到交流接觸器完全吸合時(shí)間為400毫秒。

本發(fā)明的有益效果：

本發(fā)明使用睡眠法消除火花干擾不僅無需增加硬件成本，無需占用大量?jī)?nèi)存，而且也不會(huì)使系統(tǒng)頻繁復(fù)位，代碼簡(jiǎn)短，簡(jiǎn)單易行，而且效果極佳。

附圖說明

圖1為本發(fā)明無消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步詳細(xì)地說明。

抗瞬間干擾原理（睡眠法）：

在以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)中，大的電流感性負(fù)載啟停到穩(wěn)定狀態(tài)期間，往往要經(jīng)過一段瞬態(tài)時(shí)間，這期間就會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾，使得單片機(jī)不能正常工作。利用單片機(jī)的睡眠及喚醒功能，就可以為單片機(jī)的可靠運(yùn)行提供了保障。

1、設(shè)計(jì)思想：

在干擾期間單片機(jī)睡眠，干擾過后單片機(jī)工作。也就是，當(dāng)單片機(jī)發(fā)出控制負(fù)載開關(guān)動(dòng)作的指令后，立即啟動(dòng)定時(shí)器并開定時(shí)器中斷（此時(shí)其它中斷應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)），緊接著執(zhí)行一條指令，將PCON.0置1，使單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。在睡眠狀態(tài)下，CPU的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)被切斷，時(shí)鐘信號(hào)只提供給中斷邏輯和定時(shí)器，因此，單片機(jī)在睡眠期間不執(zhí)行任何指令，處于不工作狀態(tài)，而中斷和定時(shí)器依然是工作的，所以負(fù)載開啟或關(guān)閉時(shí)所產(chǎn)生的火花干擾對(duì)單片機(jī)不起作用。如果定時(shí)的時(shí)間足夠長(zhǎng)的話，即等到負(fù)載開關(guān)狀態(tài)穩(wěn)定下來，無干擾的時(shí)候再被定時(shí)中斷喚醒，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，就可以有效地抑制火花瞬態(tài)干擾

定時(shí)器定時(shí)時(shí)間的確定：