開題報告書(許娜)

1、 湖南人文科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文檔案材料題目（中文）：單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究 學(xué)生姓名： 許 娜 學(xué)號 09417302 系 部： 物理與信息工程系 專業(yè)年級：電子信息科學(xué)與技術(shù)2009級指導(dǎo)教師： 朱 高 峰 湖南人文科技學(xué)院教務(wù)處制一、畢業(yè)論文開題報告書（一）本選題的理論、實(shí)際意義單片機(jī)又稱單片微控制器，它不是完成某一個邏輯功能的芯片，而是把一個計算機(jī)系統(tǒng)集成到一個芯片上。概括的講，一塊芯片就成了一臺計算機(jī)。20世紀(jì)末，電子技術(shù)獲得了飛速的發(fā)展，在其推動下，現(xiàn)代電子產(chǎn)品幾乎滲透了社會的各個領(lǐng)域。比如儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專用設(shè)備的智能化管理及過程控制等領(lǐng)域。在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計

2、的單片機(jī)系統(tǒng)，在安裝、調(diào)試后完全符合設(shè)計要求，但把系統(tǒng)置入現(xiàn)場后，系統(tǒng)常常不能夠正常穩(wěn)定的工作，原因在于現(xiàn)場環(huán)境復(fù)雜和各種各樣的電磁干擾。在工業(yè)生產(chǎn)中，單片機(jī)控制系統(tǒng)一般都安裝在工業(yè)現(xiàn)場，與之相連的被控對象及待測參數(shù)往往遍布整個控制區(qū)域，這就使得各種強(qiáng)烈的干擾源直接或間接的影響微機(jī)控制系統(tǒng)的工作。這些干擾源會使系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性大大降低，嚴(yán)重的還會導(dǎo)致系統(tǒng)的運(yùn)行紊亂，造成生產(chǎn)事故。因而在實(shí)際的應(yīng)用設(shè)計中，要提高控制系統(tǒng)的抗干擾能力，保證控制系統(tǒng)可靠的工作。但是，測控系統(tǒng)的工作環(huán)境往往是比較惡劣和復(fù)雜的，其應(yīng)用的可靠性、安全性就成為一個非常突出的問題。因此單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性設(shè)計、抗干擾技術(shù)的應(yīng)

3、用變得越來越重要了。 （二）文獻(xiàn)綜述 隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域也越來越廣泛,如工業(yè)自動化、智能儀器儀表、電器、生產(chǎn)過程控制甚至醫(yī)學(xué)工程等各個領(lǐng)域。這不但有效的提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，同時也大大提高了生產(chǎn)效率。但是，由于同一電力系統(tǒng)中的各種電器設(shè)備通過磁或電的聯(lián)系緊密相連，互相影響，這對單片機(jī)系統(tǒng)的安全性和可靠性來說是個很大的威脅。單片機(jī)的測控系統(tǒng)必須穩(wěn)定、可靠、安全，一旦控制誤差增加，不但會毀壞系統(tǒng)的靈敏性，有些時候甚至能給系統(tǒng)造成巨大的損失。因而，研究單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的干擾因素是完全有必要的。 作為單片機(jī)系統(tǒng)設(shè)計過程中的一個重要的環(huán)節(jié)，抗干擾技術(shù)可以從硬件和軟件兩個方面出發(fā)研究。 1干擾對單

4、片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的影響 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的安全性和可靠性不但受系統(tǒng)內(nèi)部因素的影響，同時也受到系統(tǒng)外部的各種電氣的干擾，同時，元器件選擇、安裝、制造工藝和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計也會對單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)造成干擾。2單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的硬件抗干擾技術(shù) 在設(shè)計系統(tǒng)時，首選的抗干擾措施就是硬件抗干擾技術(shù)。它不僅能有效的阻斷干擾傳輸通道，同時還能有效的抑制干擾源。以下是幾種常用的硬件抗干擾措施: 在選擇單片機(jī)的時候，不僅僅要考慮存儲容量和硬件配置，更應(yīng)該選擇那些抗干擾效果極強(qiáng)的單片機(jī)，這樣才能達(dá)到事半功倍的效果。外時鐘是一種對系統(tǒng)的內(nèi)外都能產(chǎn)生較大的干擾的高頻噪聲源，因此，只要需求能得到滿足，我們都應(yīng)該選擇頻率低的單片機(jī)。 3單

5、片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的軟件抗干擾技術(shù) 由于干擾信號產(chǎn)生的原因十分復(fù)雜，并且干擾因素具有很大的隨機(jī)性，所以盡管采取了硬件抗干擾措施，也不能保障系統(tǒng)完全不受內(nèi)部和外部因素的干擾。因此，在以硬件抗干擾技術(shù)為基礎(chǔ)的同時，同時采取軟件抗干擾技術(shù)作為一種補(bǔ)充措施，能更好的防止系統(tǒng)被干擾。由于軟件抗干擾技術(shù)具有耗費(fèi)低、靈活方便并且使用簡單等特點(diǎn)，在系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛。軟件抗干擾技術(shù)可分為數(shù)字濾波方法、輸入信號重復(fù)檢測方法、輸出端口數(shù)據(jù)刷新方法、軟件攔截技術(shù)和“軟件看門狗”技術(shù)等等。文獻(xiàn)的部分簡述：周慧的單片機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究一文中：在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境中，干擾是以脈沖的形式進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，主要有過程通道干擾、供電系統(tǒng)干

6、擾、空間干擾3種渠道。干擾一般沿各種線路侵入系統(tǒng)，系統(tǒng)接地裝置不可靠，也是產(chǎn)生干擾的重要原因，各類傳感器及輸入、輸出線路的絕緣損壞具有可能引入干擾。由于存在干擾，對操作對象會造成增大數(shù)據(jù)采集誤差、程序運(yùn)行失常、系統(tǒng)被控對象誤操作、被控對象狀態(tài)不穩(wěn)定、定時不準(zhǔn)、數(shù)據(jù)發(fā)生變化、系統(tǒng)程序“跑飛”引起死機(jī)等影響?，F(xiàn)場操作帶來的不良后果，與在實(shí)驗(yàn)室設(shè)計的控制系統(tǒng)不符。朱順華，王成春，鄒逢興的單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計一文中：單片機(jī)控制系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場工作時都會或多或少的受到周圍電磁環(huán)境的干擾。干擾可以通過3種途徑影響系統(tǒng)的正常工作，即供電系統(tǒng)干擾、空間電磁場干擾和信號傳輸通道干擾。干擾對單片機(jī)控制系統(tǒng)

7、的作用及后果也分為3個部位：一是系統(tǒng)的前向通道，干擾疊加在輸入信號上，使數(shù)據(jù)采集誤差增大，在傳感器小電壓信號輸入時，此現(xiàn)象尤為突出；二是系統(tǒng)的后向通道，干擾耦合在輸出信號上使輸出信號混亂，導(dǎo)致誤操作，并有可能引發(fā)嚴(yán)重事故；三是控制系統(tǒng)的內(nèi)核，干擾使微處理器內(nèi)核三總線上的數(shù)字信號出錯，程序指針PC 發(fā)生錯誤，導(dǎo)致程序“跑飛”，干擾也可能竄改存儲器RAM中的數(shù)據(jù)，導(dǎo)致死機(jī)、系統(tǒng)崩潰或誤操作等嚴(yán)重后果。楊華舒，褚福濤的單片計算機(jī)系統(tǒng)抗干擾的軟件途徑一文中：在工業(yè)控制系統(tǒng)的研制過程中，微機(jī)的抗干擾性能是系統(tǒng)成敗的關(guān)鍵之一。數(shù)十年來，人們已經(jīng)研究出了許多抗干擾的硬件措施，包括采用凈化電源、接地、屏蔽、光

8、電耦合、數(shù)據(jù)濾波及延時除顫等等。此文中針對微處理機(jī)易受干擾的部件提出了軟件抗干擾的一些方案，實(shí)用表明具有較高的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，很容易將其結(jié)合進(jìn)工業(yè)控制程序之中，不失為一類簡便而有效的抗擾手段。在研制數(shù)控設(shè)備的過程中對單片機(jī)受到的常見干擾進(jìn)行了試驗(yàn)分析，采用了相應(yīng)的軟件抑制及補(bǔ)償措施，室內(nèi)模擬噪聲測試和現(xiàn)場使用均證明了這些方法的有效性。（三）研究內(nèi)容1、對單片機(jī)系統(tǒng)主要干擾源進(jìn)行分析2、單片機(jī)系統(tǒng)受到干擾后造成的危害和影響3、研究單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾手段 硬件抗干擾技術(shù)； 軟件抗干擾技術(shù)。 （4） 研究方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)方案及可行性分析 本課題主要是采取理論分析方法。1、通過查閱文獻(xiàn)、著作和網(wǎng)上

9、查詢資料，了解單片機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用現(xiàn)狀和其發(fā)展趨勢，了解單片機(jī)系統(tǒng)受干擾產(chǎn)生的原因和其危害，對干擾原因進(jìn)行分析。同時了解現(xiàn)在國內(nèi)外對單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研究動態(tài)。2、綜合查詢的資料，對單片機(jī)抗干擾技術(shù)進(jìn)行研究。針對干擾產(chǎn)生的性質(zhì)、傳播途徑、侵入的位置和侵入的形式，采取相應(yīng)的方法消除干擾源，抑制干擾傳播途徑，使單片機(jī)系統(tǒng)能在線正常、穩(wěn)定地運(yùn)行。本論文是本人經(jīng)過廣泛的閱讀文獻(xiàn)、著作和大量的上網(wǎng)查閱資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合指導(dǎo)老師的建議所提出的，而且指導(dǎo)老師朱高峰也曾做過與單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾技術(shù)相關(guān)的研究，熟悉本技術(shù)研究有關(guān)的理論與進(jìn)展,這些對本人完成此論文起到了巨大的作用。我相信，在老師的指導(dǎo)下，本人認(rèn)為對單

10、片機(jī)系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究是可行的。（五）進(jìn)度安排和采取的主要措施2012年10月30日2012年12月10日 選題 2012年12月11日2013年01月11日 開題 2013年01月11日2013年03月31日 論文初稿 2013年04月01日2013年04月30日 論文第二稿2013年05月01日2013年05月15日 論文第三稿2013年05月16日2013年05月20日 定稿2013年05月21日2013年05月31日 論文答辯（六）主要參考文獻(xiàn) 1何立民.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)M.北京航空航天大學(xué)出版社，2000.2劉振復(fù)微型機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)M北京：人民郵電出版社，20003楊華

11、舒，褚福濤單片計算機(jī)系統(tǒng)抗干擾的軟件途徑J電子技術(shù)應(yīng)用,2001(3):20-22.4 Bob H.Yun. Nonvolatile Semiconductor Memory Devices - An OverviewA. The Proceedings of the Third International Conference on Solid State and Integrated Circuit TechnologyC, 1992 .5王辛之.單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾技術(shù)M.北京：航空航天大學(xué)出版社，2009.6FujioMasuoka,TetsuoEndoh. Flash Memorie

12、s, Their Status and Trends(Invited)A. Proceedings of 1995 4th International Conference on Solid-State and Integrated Circuit TechnologyC, 1995 .7周慧. 單片機(jī)控制系統(tǒng)抗干擾技術(shù)研究J. 石油礦場機(jī)械，2007，36(10) 8田?？? 單片機(jī)抗干擾技術(shù)設(shè)計J. 儀器儀表用戶，2003，39HyungcheolShin,IIgweonKim,KwangseokHan. The P-Channel Si Nano-Crystal MemoryA. Pro

13、ceedings of 2001 6(th) International Conference on Solid-State and Integrated Circuit TechnologyC, 2001 10朱順華，王成春，鄒逢興.單片機(jī)控制系統(tǒng)的硬件抗干擾設(shè)計J，微計算機(jī)信息，2007(23):8688. 11何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編1M.北京航空航天大學(xué)出版社，1993. 12何立民.單片機(jī)應(yīng)用技術(shù)選編5M.北京航空航天大學(xué)出版社，1997. 13雷霖.單片微機(jī)測控系統(tǒng)軟件的容錯設(shè)計J，計算機(jī)自動測量與控制，1999(3):6568. 14楊華舒，褚福濤單片計算機(jī)系統(tǒng)抗干擾的軟單片微

14、機(jī)測控系統(tǒng)軟件的容錯設(shè)計件途徑J電子技術(shù)應(yīng)用，2001(3)：20-22. 15孫亞楠. 軟件抗干擾技術(shù)J.電子質(zhì)量，2010(8）：23-45 16王紅. 基于XC164CS的船用馬達(dá)監(jiān)控系統(tǒng)的研究D.河北工業(yè)大學(xué)，2009：10-12 （七）畢業(yè)論文開題指導(dǎo)意見論文題目單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾技術(shù)的研究作者姓名許娜所屬系、專業(yè)、年級物理與信息工程系電子信息科學(xué)與技術(shù)專業(yè)2009級開題時間2013年1月11日預(yù)計字?jǐn)?shù)10000字指導(dǎo)教師意見： 指導(dǎo)教師（簽名）：年 月 日指導(dǎo)小組意見： 負(fù)責(zé)人簽名：年 月 日二、畢業(yè)論文評審表（一）指導(dǎo)教師評審用表評價項目評價內(nèi)容滿分指導(dǎo)教師評 分選題質(zhì)量20%01

15、選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求502題目的難易度503題目工作量504理論意義或?qū)嶋H價值5能力水平45%05查閱文獻(xiàn)資料能力1006綜合運(yùn)用知識能力1007研究方案的設(shè)計能力1008研究方法和手段的運(yùn)用能力1009外文應(yīng)用能力5成果質(zhì)量35%10文題相符511寫作水平1012寫作規(guī)范513篇幅514成果的理論或?qū)嶋H價值10總評分：_ 成績等級：_指導(dǎo)教師評定意見： 指導(dǎo)教師（簽名）： 年 月 日注：1.評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實(shí)評總分90100為優(yōu)秀，8089為良好，7079為中等，6069為及格，60分以下為不及格；2.此表用于指導(dǎo)教師對畢業(yè)論文成績的

16、評定。（二）評閱教師評審用表評價項目評價內(nèi)容滿分評閱教師評 分選題質(zhì)量20%01選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)綜合訓(xùn)練基本要求502題目的難易度503題目工作量504理論意義或?qū)嶋H價值5能力水平45%05查閱文獻(xiàn)資料能力1006綜合運(yùn)用知識能力1007研究方案的設(shè)計能力1008研究方法和手段的運(yùn)用能力1009外文應(yīng)用能力5成果質(zhì)量35%10文題相符511寫作水平1012寫作規(guī)范513篇幅514成果的理論或?qū)嶋H價值10總評分：_ 成績等級：_評閱教師評閱意見： 評閱教師簽名： 年 月 日 注：1.評定成績分為優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實(shí)評總分90100為優(yōu)秀，8089為良好，7079為中等，6069為及格，60分以下為不及格；2.此表用于評閱教師或?qū)＜覍Ξ厴I(yè)論文的成績評