（河南質(zhì)量工程職業(yè)學(xué)院，河南平頂山市，467000）李?yuàn)檴?/p>

對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)中，運(yùn)行可靠性為重要指標(biāo)。現(xiàn)代化技術(shù)發(fā)展中，單片機(jī)制造工藝不斷提升，引入了大規(guī)模電路技術(shù)，也加入了抗干擾模塊，有效降低了故障率，在不同環(huán)境下都可以運(yùn)用。然而，實(shí)際運(yùn)用過程中，難免還會(huì)遇到一些干擾因素，影響單片機(jī)性能，必須采取有效的抗干擾措施，提升單片機(jī)控制系統(tǒng)的運(yùn)行性能?；诖?，加強(qiáng)對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾措施的研究具有十分現(xiàn)實(shí)的意義。

1 單片機(jī)控制系統(tǒng)干擾因素分析

在單片機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，一旦出現(xiàn)干擾則對(duì)正常生產(chǎn)帶來影響，對(duì)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益帶來影響。必須認(rèn)真分析單片機(jī)控制系統(tǒng)存在的干擾因素，才能提出針對(duì)性預(yù)防措施，為系統(tǒng)正常運(yùn)行提供保障。

1.1 電源干擾

通常來說，單片機(jī)控制系統(tǒng)以配電網(wǎng)進(jìn)行供電，但由于配電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用范圍廣，其電源容易有電磁干擾問題發(fā)生。在系統(tǒng)正常運(yùn)行中，對(duì)于配電網(wǎng)內(nèi)部供電問題，影響供電質(zhì)量，繼而容易導(dǎo)致程序運(yùn)算錯(cuò)誤，無法發(fā)揮單片機(jī)控制系統(tǒng)作用，容易給生產(chǎn)帶來干擾，相關(guān)設(shè)備也不能準(zhǔn)確的執(zhí)行有關(guān)命令。

1.2 外部信號(hào)干擾

在單片機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行過程中，還需要借助于通信線路，對(duì)相關(guān)信號(hào)加以傳輸，確保系統(tǒng)運(yùn)行正常，且能夠?yàn)楦黜?xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)能夠順利實(shí)施。而具體信號(hào)傳輸過程中，外部信號(hào)也會(huì)對(duì)信號(hào)傳輸帶來干擾，導(dǎo)致單片機(jī)系統(tǒng)信號(hào)錯(cuò)誤，甚至?xí)l(fā)出錯(cuò)誤指令。進(jìn)一步分析外部信號(hào)干擾，發(fā)現(xiàn)一方面是在電源用電傳輸過程中，容易出現(xiàn)外部信號(hào)串入情況，干擾單片機(jī)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行；另一方面則是電磁輻射對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行帶來干擾，以至于具體系統(tǒng)運(yùn)行中出現(xiàn)系統(tǒng)性故障。

1.3 接地干擾

為了能夠保證系統(tǒng)設(shè)備電磁兼容性，單片機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行中，通常需要進(jìn)行接地處理?？梢哉f，系統(tǒng)接地處理是保證單片機(jī)控制系統(tǒng)正常運(yùn)行基礎(chǔ)。如果單片機(jī)系統(tǒng)接地錯(cuò)誤，則對(duì)整個(gè)控制系統(tǒng)運(yùn)行帶來干擾，以至于正常的指令信號(hào)無法傳輸，對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行質(zhì)量帶來影響。系統(tǒng)接地干擾的存在，容易出現(xiàn)電磁影響系統(tǒng)運(yùn)行，傳輸信號(hào)中也容易出現(xiàn)錯(cuò)誤，無法為正常生產(chǎn)提供保障。

2 單片機(jī)控制系統(tǒng)中抗干擾措施

針對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)中存在的幾種干擾因素，必須采取針對(duì)性的處理措施，抑制干擾，保證單片機(jī)控制系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行，為生產(chǎn)提供保障。

2.1 電源干擾抑制措施

對(duì)于單片機(jī)控制系統(tǒng)電源干擾的抑制措施包括以下幾種：①在選擇電源過程中，必須保證電源質(zhì)量性能符合規(guī)定，具有較高的隔離性能，同時(shí)還需要設(shè)置電纜屏蔽元件、局部屏蔽元件、高壓泄放元件等，保證電源線、信號(hào)線以及動(dòng)力線合理布局，并利用各類電導(dǎo)性、磁導(dǎo)性元件對(duì)相關(guān)模塊實(shí)施屏蔽保護(hù)，避免其工作中對(duì)電源帶來干擾問題；②對(duì)變頻器干擾加以抑制。信號(hào)傳遞線路之中需要安裝變壓器設(shè)備，在一定程度上減緩電源干擾問題。在電源線路之中合理設(shè)置濾波器，能夠借助于濾波器抗干擾性能，減少對(duì)電源的干擾，同時(shí)能夠吸收尖峰電壓；針對(duì)變頻器在能量傳輸中帶來的電磁干擾，可以用設(shè)置電抗器來實(shí)現(xiàn)；③通過變壓器接地處理模式實(shí)現(xiàn)抗干擾效果。采用不同變壓器接地方式發(fā)揮不同效果。通常情況下，對(duì)于電源輸入輸出電路需要采用接地處理，電源次級(jí)線路則不進(jìn)行接地處理。避免接地線產(chǎn)生電磁輻射干擾問題，需要在電源輸入端口位置設(shè)置濾波電路，并將變比為1：1的變壓器安裝到電源輸入線路當(dāng)中，避免其對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行造成影響；④根據(jù)電網(wǎng)運(yùn)行實(shí)際情況，對(duì)電源進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，解決電壓波動(dòng)所帶來的干擾問題，利用多級(jí)濾波系統(tǒng)、集成電壓器設(shè)備，處理過電壓、欠電壓?jiǎn)栴}。

2.2 線路干擾抑制措施

在解決線路干擾問題方面，首先需要對(duì)線路進(jìn)行合理設(shè)置。通常來說，電網(wǎng)控制線路、傳入傳出線路以及變壓器線路都應(yīng)該為雙絞線，而電源線、電網(wǎng)動(dòng)力線路、控制線則應(yīng)該為單獨(dú)配線。而對(duì)于單片機(jī)配線以及大負(fù)荷機(jī)械配線設(shè)置中，盡可能保證其獨(dú)立性，若必須設(shè)置在一個(gè)線槽之中，則需要分開捆扎。分槽走線是處理線路最好的一種方式，保證大負(fù)荷機(jī)械線路和單片機(jī)配線具有足夠的間隔距離，避免大功率電器設(shè)備運(yùn)行中對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)帶來干擾。另外，還可以通過設(shè)置隔離器的方式避免線路干擾，設(shè)置位置為信號(hào)傳遞線路和單片機(jī)之間。對(duì)于單片機(jī)接收到信號(hào)，可以借助于半導(dǎo)體元件實(shí)施調(diào)制轉(zhuǎn)換，還可以利用光感元件、電磁元件等對(duì)信號(hào)隔離轉(zhuǎn)換處理，最后對(duì)轉(zhuǎn)換之后的信號(hào)解調(diào)，并將電源信號(hào)隔離處理，保證信號(hào)經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)換后的獨(dú)立性特征不便，各類信號(hào)之間相互干擾問題也能夠得到解決。

2.3 接地干擾抑制措施

通過有效的接地處理，是為了能夠減少電壓沖擊對(duì)單片機(jī)控制系統(tǒng)帶來的干擾危害，是單片機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行的重要保障。單片機(jī)接地處理在減少干擾的基礎(chǔ)上，還可以提升單片機(jī)控制系統(tǒng)運(yùn)行安全性，對(duì)相關(guān)干擾因素進(jìn)行有效控制。單片機(jī)接地形式有很多，不僅包括傳統(tǒng)的電源接地、交流接地、信號(hào)線接地等，還包括屏蔽線路接地、保護(hù)線路接地等。其中，保護(hù)地指的是將機(jī)械外殼進(jìn)行接地，或者是機(jī)械某一零部件進(jìn)行單獨(dú)接地處理，當(dāng)機(jī)械發(fā)生漏電問題時(shí)可以提供接地保護(hù)，避免人員發(fā)生觸電危害；屏蔽地則指的是在電源上設(shè)置金屬外殼或金屬絲網(wǎng)，并與大地相連接，避免靜電場(chǎng)、磁場(chǎng)等對(duì)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)帶來干擾；電源地指的是將電源N線與交流電連接的方式；信號(hào)地指的是信號(hào)元件輸入端連接電源接地；電源地是將單片機(jī)直接和直流電源連接的模式。單片機(jī)接地處理工作，則能夠避免輸入輸出線路、線路負(fù)載等對(duì)電網(wǎng)帶來的干擾?；谛盘?hào)頻率合理選擇接地模式，信號(hào)頻率在0~1MHz內(nèi)的，則一點(diǎn)接地法為合理選擇；若處于1~10MHz的頻率范圍，則單片機(jī)接地接口則需要和最近接地端連接起來；若處于10MHz以上的信號(hào)頻率，則一般利用多點(diǎn)接地模式。通常來說，應(yīng)該選擇電阻不足于100Ω的接地線路，同時(shí)接地線路的截面面積一般在2mm2以上，保證接地處理的效果，提升單片機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾的效果。

3 結(jié)語(yǔ)

通過上述分析可知，單片機(jī)作為一種有效的控制設(shè)備，單片機(jī)實(shí)際運(yùn)行中，還存在多種對(duì)其正常運(yùn)行帶來干擾的因素。在解決這些干擾因素的過程中，需要根據(jù)干擾來源，提出行之有效的抗干擾措施。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)發(fā)展，在單片機(jī)設(shè)計(jì)制造中，引入更加先進(jìn)的抗干擾技術(shù)，保證單片機(jī)元件的穩(wěn)定性、可靠性。針對(duì)當(dāng)前存在的干擾，需要從通信能力、人機(jī)互動(dòng)能力加以研發(fā)，保證單片機(jī)種類更加齊全，提升其應(yīng)用領(lǐng)域，為工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)提供保障。