單片機控制系統(tǒng)的抗干擾措施

周銘鋒

摘 要：隨著我國科學技術的不斷進步，為各行各業(yè)的經營發(fā)展，起到了良好的促進作用。而單片機控制系統(tǒng)的應用，能夠將計算機技術、自動化控制技術和通信技術相結合，實現生產流程的高效管理。不僅能夠顯著加快產品的生產效率，還可以大幅度降低勞務成本，促進企業(yè)的穩(wěn)定有序發(fā)展。但單片機控制系統(tǒng)在使用過程中，極容易受到設備內部和外界因素的干擾，造成單片機控制系統(tǒng)的運行失常，嚴重阻礙產品的正常生產進度。筆者利用單片機控制系統(tǒng)被干擾的主要現象，結合單片機控制系統(tǒng)出現干擾的原因，淺談一下單片機控制系統(tǒng)的抗干擾措施。

關鍵詞：單片機控制系統(tǒng);抗干擾措施;產品制造

引言：將單片機控制系統(tǒng)，融入到企業(yè)產品的生產過程中，既能夠對各項設備進行實時監(jiān)測，確保設備的正常運行。還可以實現自動化控制的效果，極大程度縮減了勞務人員的數量。但由于電池輻射和人為因素的影響，常常會導致單片機控制系統(tǒng)出現死機、定時不準和數據監(jiān)測失誤等問題，令產品的生產效率受到嚴重的影響。提高單片機控制系統(tǒng)的抗干擾能力，成為了保障企業(yè)產品正常生產的主要手段，也是加快企業(yè)發(fā)展速度的重要舉措。

一、單片機控制系統(tǒng)被干擾的主要現象

（一）死機

當單片機控制系統(tǒng)被外界因素干擾時，極容易出現內部程序的運行混亂。從而導致內部程序進入到死循環(huán)之中，造成單片機控制系統(tǒng)的死機。令指針指向與實際情況出現嚴重偏差，無法再向工作人員顯示設備的真實運行情況。對企業(yè)產品的生產，造成了極大的阻礙。

（二）數據混亂

單片機控制系統(tǒng)受到干擾時，還出現RAM中的數據信息被打亂的情況，使程序運行結果的準確性嚴重降低，對設備監(jiān)測與控制工作造成不利的影響。而顯示器的內部電路遭遇干擾，會導致顯示器頻繁出現閃爍的情況[1]。不僅會阻礙相關人員的正常工作，還會對顯示器內部元件造成損壞，令顯示器的使用年限大幅度縮減。

（三）定時不準

定時運行是單片機控制系統(tǒng)使用過程中的一大優(yōu)勢，也是降低勞務人員的重要方法。通過定時運行功能，極大程度增強了產品生產的自動化水平，令產品的制作數量與質量顯著提高。一旦單片機控制系統(tǒng)被干擾因素影響時，會導致程序運行超出定時時間，使產品的生產工作受到嚴重的阻礙[2]。

二、單片機控制系統(tǒng)出現干擾的原因

（一）電源性能較差

為了確保單片機控制系統(tǒng)的正常運行，工作人員應先理清相關的干擾因素，然后采取對應的措施手段，降低各項因素的干擾程度。為企業(yè)的經營發(fā)展，奠定良好堅實的基礎。通過深入分析可以發(fā)現，導致單片機控制系統(tǒng)頻繁受到干擾，主要有電源性能差、缺乏抗干擾設施和元器件質量差三個方面的原因。其中，系統(tǒng)電源性能差，主要體現在抗干擾能力弱和電壓電流偏低。一旦因此受到電磁輻射的干擾，不僅會影響單片機控制系統(tǒng)的正常運行，還會縮短元器件的使用年限，對企業(yè)的生產也造成極為不利的影響[3]。單片機控制系統(tǒng)在企業(yè)生產中的應用，能夠實現遠程控制的效果，為設備的運行管理提供良好便利。但在遠距離數據傳輸的過程中，常常會出現電流和電壓偏低，會令器件的驅動功率處于臨界狀態(tài)，甚至出現功率不足的情況。使單片機控制系統(tǒng)的整體性能顯著降低，無法在企業(yè)生產中發(fā)揮出應有的作用[4]。

（二）缺乏抗干擾設施

單片機控制系統(tǒng)由軟件和硬件兩個部分共同構成，當軟件程序缺乏抗干擾措施時，會使CPU暴露在一個危險的處境中，隨時會遭遇到低頻率信號的干擾，出現運行失常的情況。而未對各項硬件采取屏蔽保護措施，會使硬件遭受到高頻率信號的影響，使單片機控制系統(tǒng)的整體性能顯著降低[5]。

（三）元器件質量較差

元器件是單片機控制系統(tǒng)的構成基礎，具有種類繁雜和數量眾多的特點。當元器件的質量不達標時，不僅會影響單片機控制系統(tǒng)的正常運行，導致異常狀態(tài)的頻繁發(fā)生。還會增加使用過程中的經濟成本，令維修費用呈現居高不下的情況。

三、單片機控制系統(tǒng)的抗干擾措施

（一）配置抗干擾設施

為了使單片機控制系統(tǒng)能夠正常運行，工作人員應針對系統(tǒng)內部的軟硬件，采取專屬的抗干擾措施。但單片機控制系統(tǒng)的抗干擾能力顯著提升，確保產品生產的有序進行。硬件的抗干擾設施，主要有穩(wěn)壓器、光電隔離器、去耦電容和屏蔽線四種。穩(wěn)壓器主要是安放在系統(tǒng)電源上，使電源電壓保持平穩(wěn)，避免過壓、欠壓和尖峰電壓的出現，使單片機控制系統(tǒng)保持在穩(wěn)定正常的工作狀態(tài)。而光電隔離器的作用，能夠提升輸入輸出通道的抗干擾能力，確保數據信息的良好快速傳遞。而去耦電容在輸入、輸出和電源等回路中的應用，極大程度地屏蔽了高頻率的干擾信號，令單片機控制系統(tǒng)的運行變得更加穩(wěn)定。屏蔽線的使用，主要是防止周圍環(huán)境中電磁波的干擾，確保部件的正常運行。

（二）設置抗干擾措施

軟件的抗干擾措施，則主要是圍繞CPU進行展開，利用人工復位和掉電保護的方法，使CPU的運行狀態(tài)保持正常。為單片機控制系統(tǒng)的正常運行，奠定良好堅實的基礎。人工復位是指通過在單片機RESET端增加高電平信號的方式，使出現失控的CPU能夠進行自動復位。從程序源頭重新開始執(zhí)行相關命令，避免了陷入死循環(huán)的情況發(fā)生。當系統(tǒng)電源出現瞬間斷電或電壓急劇下降時，掉電保護能夠將RAM中的重要的參數，進行及時保存。在系統(tǒng)電源恢復正常以后，繼續(xù)未完成的后續(xù)工作，有效避免數據混亂的情況發(fā)生。使單片機控制系統(tǒng)在企業(yè)生產中，發(fā)揮出更大的作用。

（三）系統(tǒng)電源優(yōu)化處理

根據電源干擾因素，對系統(tǒng)電源進行適當優(yōu)化與調整，能夠顯著降低外界因素對電源的影響，確保單片機控制系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。對系統(tǒng)電源優(yōu)化處理的方法，除了在系統(tǒng)電源中使用穩(wěn)壓器和屏蔽線，還可以通過隔離變頻器和接地處理的方式，提高系統(tǒng)電源工作中的抗干擾能力，確保系統(tǒng)電源能夠按照相關指令完成工作。為單片機控制系統(tǒng)的正常運行，奠定良好堅實的基礎。

結語：通過對單片機控制系統(tǒng)干擾現象和干擾原因的深入了解，可以發(fā)現當系統(tǒng)被干擾以后，不僅會顯著降低系統(tǒng)的整體運行性能，還會出現死機、顯示器閃爍和定時不準等故障問題，嚴重影響了產品的正常生產。面對這些干擾因素，通過增加抗干擾設施和優(yōu)化調整系統(tǒng)電源等措施手段，能夠使單片機控制系統(tǒng)的抗干擾能力顯著增強，使系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性大大提高。為我國企業(yè)的長遠有序發(fā)展，提供了良好有利的幫助。

參考文獻：

[1]趙琳娜.論單片機系統(tǒng)的抗干擾問題及優(yōu)化措施[J].電子制作，2018：21-22，20.

[2]杜娟.加強單片機PLC控制系統(tǒng)抗干擾能力的措施分析[J].科技傳播，2015：50+52.

[3]張曉宇.單片機在無線通訊系統(tǒng)應用中的抗干擾措施[J].引文版：工程技術，2016：49.

[4]曲鳴飛，陳楠，戚成浩.單片機在真空包裝機抗干擾控制系統(tǒng)中的應用[J].通信電源技術，2019：68-69.

[5]趙家瑩，蘭揚，胡楠.單片機自動控制中抗干擾問題分析[J].內燃機與配件，2020：212-213.

（寧波財經學院 ?浙江 ?寧波 ?315000）