短波發射機中單片機應用系統的抗干擾措施

許亞楠

摘 要：在短波發射機運行的過程中，單片機起到了重要的作用。但現場中包括保護系統和協調系統在內的各種干擾都會對單片機的運行造成嚴重地影響。不僅包括對單片機硬件的影響，還會直接威脅到其軟件系統的運行，最終造成短波發射機工作的不穩定。因此，為了提升單片機系統工作的高效性和穩定性，研究人員需要對相應的抗干擾部分進行明確，然后針對干擾的程度來采取科學的抗干擾措施。

關鍵詞：短波發射機；單片機；應用系統；抗干擾措施

單片機一直以來都是短波發射機的核心部分，尤其是在機器進行改造的過程中，單片機的作用更為重要。短波發射機的功率較高，在改造的過程中會存在較多的不確定影響因素。其中包括電網、噪聲以及電磁等都會對其造成嚴重地干擾。因此，為了保證單片機不受到影響，必須要采取相應的抗干擾措施。

1 單片機應用系統的抗干擾措施分析

短波發射機會產生程度較強的空間輻射干擾，這種諧波很容易進入到單片機當中，對其產生影響。另外，通道干擾也是比較常見的干擾形式。對于干擾信號來說，其和單片機之間接觸較多，具有干擾性質的信號容易侵襲單片機。一般情況下，會通過輸入通道和輸出通道兩種途徑來實現干擾。另外，供電系統本身的干擾程度也在不斷增加，信號主要是通過線路進入到單片機設備當中。單片機系統受到干擾之后必然會出現控制力下降，甚至是控制紊亂。另外，還會出現控制失效或者是不作業的問題。

2 單片機系統控制紊亂的主要表現形式

一般來說，單片機應用系統受到了干擾，就會伴隨著自動關機的現象。甚至還會出現連續高壓等問題，電壓的不穩定也會對其他的部件造成影響。另外，開關機的紊亂也是影響信號傳遞以及短波發射機運行的重要因素。另外，單片機的功能紊亂還會直接對發射機數據的傳輸造成影響。調諧原件的運行數據和實際的數據之間不相符也是一種比較常見的類型。研究人員習慣將短波發射機本身產生的影響因素看做是外部干擾因素，一般而言，外部干擾因素也可以分為兩種類型。第一是通過單片機開關重新啟動之后，一些干擾因素消失。第二是在重新啟動之后，干擾因素仍然存在。通常情況下，空間輻射的干擾程度要略低于通道干擾和供電系統干擾。另外，單片機應用系統的看干擾措施還可以從其他的方面來進行分析，只有全面地了解干擾因素，才能找到科學的預防措施。

3 單片機系統硬件和軟件的干擾

從大體上看，單片機應用系統的抗干擾措施主要可以從硬件和軟件兩個方面來論述，但也不排除其他類型的干擾因素。對于短波發射機來說，在采取抗干擾措施，保護單片機系統的過程中，可以從以下幾個方面來進行分析：

3.1 硬件抗干擾措施

3.1.1 光電隔離

光電隔離主要是通過光電的耦合器來進行，主要是將單片機和其他類型的開關以及傳感器等進行隔離，這樣可以有效地組織各種不同類型的干擾因素進入到單片機系統當中。一般來說，在采用光電隔離的過程中，技術人員需要按照設備之間的關系和連接情況來制定科學合理的電路圖。

3.1.2 過壓保護電路

通常情況下在短波信號輸入和輸出的通道上采取相關的過壓保護措施。這樣不僅可以有效地阻擋不穩定電壓進入到單片機系統當中，還可以減少其他干擾因素的侵襲。從根本上杜絕其對單片機系統造成的損壞。在相應的電路圖中要包括電阻值和電壓管等設備。電阻和電壓都不能過大或者過小，需要達到穩定狀態。最終保證傳輸的信號清晰不失真，同時保護單片機系統。

3.1.3 配置去耦電容

在每個集成電路芯片的電源與地之間，都必須安裝一個鉭電容或聚碳酸酯電容作為去耦電容，去耦電容有兩個作用：一是作為本集成電路的蓄能電容，二是旁路掉該器件的高頻噪聲。去耦電容的選用原則是：按C=1/F，即：10MHz取0.1μF，100MHz取0.01μF。

3.1.4 屏蔽和接地

良好的屏蔽措施可以杜絕空間輻射干擾，我們將單片機應用系統安裝在完全屏蔽的金屬盒內，基本可以避免空間輻射干擾，要注意，金屬盒的可靠接地是非常重要的。另外，需要注意的是，在單片機系統中既有模擬電路也有數字電路，因此模擬地與數字地一定要分開接，只有在末端才連接到一起，否則可能會導致相互干擾。

3.1.5 防止單片機和FPGA傳輸線路干擾

單片機的輸出信號如果通過外部較長線路的傳輸，經常由于出現干擾，而導致信號出錯。在發射機單片機的應用系統中，單片機發出的信號都要經過FPGA（現場可編程門陣列）處理后送給驅動電路，FPGA對于干擾比較敏感，它沒有能力對于單片機系統送入的信號進行辨別，如果輸入的信號是干擾信號，則會產生誤動作，導致控制系統故障。單片機系統與FPGA之間的連接成為關鍵，為萬無一失，將單片機與FPGA安裝在同一塊電路板上，有效避免了單片機和FPGA之間在信號傳輸線路上產生的干擾。FPGA在接收到一個被干擾的信號后，還來不及作出有效反應，又有一個正確的指令信號立即送到FPGA，有效防止了此類干擾。由此可見硬件抗干擾措施與軟件抗干擾措施有機結合是十分必要的。

3.2 軟件抗干擾措施

3.2.1 掉電保護設計

在硬件抗干擾措施中，采取了復位電路，在軟件抗干擾設計中，則可依靠外部中斷使單片機復位，并將掉電中斷規定為高級中斷，使單片機系統及時對掉電做出反應。比如，在MCS-51單片機中，掉電方式則由專用的寄存器PCON中的相關位來控制。

3.2.2 待機抗干擾

在MCS-51單片機中，具有待機工作方式，該種方式也是由專用的寄存器PCON中的有關位來控制。當一條將IDL置1的指令執行完成后，單片機進入待機工作方式，此時提供給CPU內部的時鐘信號被中斷，但時鐘信號仍提供給定時/計數系統、中斷邏輯系統和串行口，使其工作。這種工作方式下，CPU的全部狀態都被保留，CPU對單片機系統三總線上出現的干擾不會做出任何反應，大大降低了對干擾的敏感程度。設計這種工作方式，使得CPU受到隨機干擾的威脅大大降低。另外，在待機工作方式下，Vcc仍為5V，但CPU消耗電流卻為正常工作時的1/7左右，大大降低了CPU的功耗，有利于單片機的穩定工作。

結束語

總而言之，在保護單片機系統的過程中，研究人員需要對相應的干擾因素進行掌握。然后從單片機硬件和軟件等各個方面來進行分析。從短波發射機運行和改造的過程中可見，電控保護和調諧系統所產生的干擾因素較多，如果不進行抗干擾處理，必然會直接影響單片機的運行。這就要求研究人員在編程工作中，充分考慮到軟件的調試以及參數的穩定性等方面內容。減少單片機出現故障的頻率，不斷完善單片機系統?！?/p>

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