第12章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的抗干擾設計

1、第第12章章 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其抗干擾數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)及其抗干擾 數(shù)據(jù)采集是指把被測對象的各種模擬量（如數(shù)據(jù)采集是指把被測對象的各種模擬量（如:溫溫度、壓力、流量、位移等）通過傳感器作適當變化后，度、壓力、流量、位移等）通過傳感器作適當變化后，再經(jīng)過信號調(diào)理、采樣、量化、編碼等步驟，最后由再經(jīng)過信號調(diào)理、采樣、量化、編碼等步驟，最后由計算機進行存儲、顯示或打印、傳輸?shù)倪^程。計算機進行存儲、顯示或打印、傳輸?shù)倪^程。 12.1 研究意義研究意義12.2 系統(tǒng)結構形式系統(tǒng)結構形式 典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)典型的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)由硬件和軟件由硬件和軟件組成。組成。 按硬件結構分，有三種結構形式：按硬件結構分，有三種結

2、構形式： 單個微型計算單個微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、 集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及分布式數(shù)集散型數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及分布式數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。據(jù)采集系統(tǒng)。 由傳感器、模擬多路開關、程控放大器、采樣由傳感器、模擬多路開關、程控放大器、采樣/保持保持器、器、A/D轉換器、計算機及外設等部分組成。轉換器、計算機及外設等部分組成。傳感器傳感器傳感器傳感器模擬開關程控放大采樣 /保持器A/D 轉 換 器定時與邏輯控制接口計算機顯示器打印機繪圖機被測物理量微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖微型計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)框圖 單機控制單機控制采集處理系統(tǒng)采集處理系統(tǒng)1、傳感器：、傳感器： 完成非電量到電量的轉換過程。完成非電

3、量到電量的轉換過程。 傳感器的種類很多，比如：溫度檢測的金屬熱電阻、傳感器的種類很多，比如：溫度檢測的金屬熱電阻、熱敏電阻、熱電偶；用于位移檢測的電容傳感器、電感熱敏電阻、熱電偶；用于位移檢測的電容傳感器、電感傳感器；用于壓力檢測的電阻應變片、壓電傳感器等。傳感器；用于壓力檢測的電阻應變片、壓電傳感器等。2、（程控）放大器：、（程控）放大器： 用于放大和緩沖輸入模擬信號。用于放大和緩沖輸入模擬信號。類型有測量放大器、隔離放大器、程控放大器等。類型有測量放大器、隔離放大器、程控放大器等。濾波器濾波器（除噪聲除噪聲） 濾波器的類型有低通、高通、帶通濾波器。一般濾波器的類型有低通、高通、帶通濾波器。

4、一般都采用有源濾波器。都采用有源濾波器。 3、多路模擬開關：、多路模擬開關： 多路模擬開關用在轉換速率不高的場合。由多路模擬開關用在轉換速率不高的場合。由N個個通道選擇信號選擇通道選擇信號選擇2N個模擬通道之一。個模擬通道之一。4、采樣、采樣/保持器：保持器： A/D轉換需要一定的時間，在這轉換需要一定的時間，在這段時間內(nèi)希望段時間內(nèi)希望A/D轉換器輸入端的模擬信號大小不改變，轉換器輸入端的模擬信號大小不改變，以保證轉換精度。以保證轉換精度。 采樣保持器的改進可提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻采樣保持器的改進可提高數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的采樣頻率。率。5、A/D轉換器：轉換器：是整個模擬通道部分的核心，其作是整

5、個模擬通道部分的核心，其作用是完成模擬采樣信號的量化與編碼。用是完成模擬采樣信號的量化與編碼。 A/D轉換器的輸出可以并行或者串行送給計算機。轉換器的輸出可以并行或者串行送給計算機。6、數(shù)字信號處理：、數(shù)字信號處理： 主要由計算機借助不同的軟件主要由計算機借助不同的軟件實現(xiàn)，包括：二次數(shù)據(jù)計算（平均值、累加值、變實現(xiàn)，包括：二次數(shù)據(jù)計算（平均值、累加值、變化率、差值、最大值和最小值等），時間序列分析，化率、差值、最大值和最小值等），時間序列分析，趨勢分析，突變情況分析等。趨勢分析，突變情況分析等。 處理后的數(shù)據(jù)需要存儲、顯示、打印、發(fā)送，以處理后的數(shù)據(jù)需要存儲、顯示、打印、發(fā)送，以便后續(xù)控制。

6、便后續(xù)控制。一、系統(tǒng)遭受的干擾類型及其危害；一、系統(tǒng)遭受的干擾類型及其危害；二、干擾的來源；二、干擾的來源；三、硬件抗干擾方法；三、硬件抗干擾方法；四、軟件抗干擾方法；四、軟件抗干擾方法；五、系統(tǒng)設計時減少干擾發(fā)生的方法；五、系統(tǒng)設計時減少干擾發(fā)生的方法；12.3 系統(tǒng)的抗干擾技術系統(tǒng)的抗干擾技術干擾就是系統(tǒng)內(nèi)部或外部對有用信號的啟不良作用的或無用干擾就是系統(tǒng)內(nèi)部或外部對有用信號的啟不良作用的或無用的信號的統(tǒng)稱。的信號的統(tǒng)稱。 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)常會受到來自外部的各種電數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)常會受到來自外部的各種電氣干擾，自身內(nèi)部相互干擾，以及對工作環(huán)境造成干擾。氣干擾，自身內(nèi)部相互干擾，以及對工作環(huán)境造成干

7、擾。一、一、 干擾的類型及危害干擾的類型及危害一、危害：一、危害： 1、測量結果誤差加大、測量結果誤差加大 干擾信號與有用信號疊加，會加大信號誤差，有時甚至淹沒干擾信號與有用信號疊加，會加大信號誤差，有時甚至淹沒有用信號。有用信號。2、控制系統(tǒng)失靈、控制系統(tǒng)失靈 某些控制信號通常依賴于某些的狀態(tài)輸入信號和對這些信號某些控制信號通常依賴于某些的狀態(tài)輸入信號和對這些信號邏輯處理結果。若這些輸入的狀態(tài)信號受到干擾，引入虛假狀態(tài)邏輯處理結果。若這些輸入的狀態(tài)信號受到干擾，引入虛假狀態(tài)信息，將導致輸出控制失靈。信息，將導致輸出控制失靈。3、程序運行失常、程序運行失常 外界的干擾有時導致機器頻繁復位而影響

8、程序的正常運行。外界的干擾有時導致機器頻繁復位而影響程序的正常運行。如：外界干擾導致單片機程序計數(shù)器如：外界干擾導致單片機程序計數(shù)器PC值的改變，則破壞了程序值的改變，則破壞了程序的正常運行。由于受干擾后的的正常運行。由于受干擾后的PC值是隨機的，程序將執(zhí)行一系列值是隨機的，程序將執(zhí)行一系列毫無意義的指令，這將使輸出嚴重混亂或死機。毫無意義的指令，這將使輸出嚴重混亂或死機。二、干擾的表現(xiàn)形式二、干擾的表現(xiàn)形式1、機械干擾、機械干擾 系統(tǒng)所處現(xiàn)場的機械振動、機械沖擊，會造成系統(tǒng)中各元系統(tǒng)所處現(xiàn)場的機械振動、機械沖擊，會造成系統(tǒng)中各元件相對位移，導線的扭曲，應變片的變形等件相對位移，導線的扭曲，應

9、變片的變形等。 防護防護：采用：采用各種減震措施，如：利用減震彈簧、減震橡皮墊，加裝海綿各種減震措施，如：利用減震彈簧、減震橡皮墊，加裝海綿等。等。2、熱干擾、熱干擾 指設備或系統(tǒng)元件由于工作溫度波動而引起的電路參數(shù)的指設備或系統(tǒng)元件由于工作溫度波動而引起的電路參數(shù)的變化或產(chǎn)生附加電動勢等。變化或產(chǎn)生附加電動勢等。 防護：防護：采用熱屏蔽采用熱屏蔽 ，用導熱性能較好的金屬材料做成屏蔽，用導熱性能較好的金屬材料做成屏蔽罩，將系統(tǒng)某些元件屏蔽起來。如：加電風扇、加恒溫槽、罩，將系統(tǒng)某些元件屏蔽起來。如：加電風扇、加恒溫槽、采用溫度補償、采用差動輸入方式等。采用溫度補償、采用差動輸入方式等。二、干擾

10、的表現(xiàn)形式二、干擾的表現(xiàn)形式3、光干擾、光干擾 系統(tǒng)中的各種半導體元器件都對光敏感，光電強弱會引起系統(tǒng)中的各種半導體元器件都對光敏感，光電強弱會引起元器件的電動勢或阻值變化。元器件的電動勢或阻值變化。 防護防護：采用半導體封閉技術，將其封閉在不透光的殼體內(nèi)。：采用半導體封閉技術，將其封閉在不透光的殼體內(nèi)。4、濕度干擾、濕度干擾 濕度的變化也會引起阻值的變化，漏電流的增加。濕度的變化也會引起阻值的變化，漏電流的增加。 防護防護：采用適當?shù)母稍锎胧＃翰捎眠m當?shù)母稍锎胧?、化學干擾、化學干擾 化學物質(zhì)對系統(tǒng)器件的腐蝕、損害等?；瘜W物質(zhì)對系統(tǒng)器件的腐蝕、損害等。 防護：采用良好的密封措施以及注意保

11、持清潔。防護：采用良好的密封措施以及注意保持清潔。二、干擾的表現(xiàn)形式二、干擾的表現(xiàn)形式6、電磁干擾、電磁干擾 電或磁通過電路和磁路對系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾作用、電磁感應電或磁通過電路和磁路對系統(tǒng)產(chǎn)生的干擾作用、電磁感應作用、使電場和磁場都會產(chǎn)生感應電動勢，感應電流，影響作用、使電場和磁場都會產(chǎn)生感應電動勢，感應電流，影響測量結果。測量結果。 防護防護：加裝金屬罩，屏蔽電磁場等。：加裝金屬罩，屏蔽電磁場等。7、射線輻射干擾、射線輻射干擾 指多種輻射射線使氣體電離，使半導體激發(fā)出電子指多種輻射射線使氣體電離，使半導體激發(fā)出電子-空穴對，空穴對，金屬溢出電子等。金屬溢出電子等。 防護防護：射線防護是一門專門

12、技術主要用于原子能工作。：射線防護是一門專門技術主要用于原子能工作。干擾產(chǎn)生的三要素干擾產(chǎn)生的三要素干擾產(chǎn)生有三個要素：干擾源、傳播路徑、敏感元件，三者干擾產(chǎn)生有三個要素：干擾源、傳播路徑、敏感元件，三者缺一不可。缺一不可。 敏感元件：敏感元件：系統(tǒng)中一些易被干擾元件，如系統(tǒng)中一些易被干擾元件，如A/D轉換器、轉換器、D/A轉轉換器、信號放大器等。換器、信號放大器等。7.2 干擾產(chǎn)生原因干擾產(chǎn)生原因干擾源：干擾源：如變壓器、繼電器、微波設備、電機、無繩電話和如變壓器、繼電器、微波設備、電機、無繩電話和高壓電線等都可以產(chǎn)生空中電磁信號。雷電、太陽和宇宙射高壓電線等都可以產(chǎn)生空中電磁信號。雷電、太

13、陽和宇宙射線也屬于干擾源。線也屬于干擾源。 傳播路徑：傳播路徑：電磁信號在空中直線傳播，并具有穿透性的輻射電磁信號在空中直線傳播，并具有穿透性的輻射方式傳播；以及借助導線傳入設備的傳播的傳導方式傳播；方式傳播；以及借助導線傳入設備的傳播的傳導方式傳播；都會受到干擾信號影響。都會受到干擾信號影響。7.3 硬件抗干擾技術硬件抗干擾技術一一 、抑制干擾源、抑制干擾源 抑制干擾源的常用措施除選用特殊性能的電源外，重要抑制干擾源的常用措施除選用特殊性能的電源外，重要的措施是的措施是屏蔽屏蔽。 為減少為減少交流電源的干擾交流電源的干擾，可采用交流穩(wěn)壓器、不間斷電源，可采用交流穩(wěn)壓器、不間斷電源（UPS）、

14、隔離變壓器、低通濾波器等，以抑制電源電壓的）、隔離變壓器、低通濾波器等，以抑制電源電壓的波動和干擾噪聲。波動和干擾噪聲。 屏蔽技術屏蔽技術是利用導電或導磁材料制成的殼狀屏蔽體，將干是利用導電或導磁材料制成的殼狀屏蔽體，將干擾源或干擾對象包圍起來，從而割斷或削弱干擾場的空間耦擾源或干擾對象包圍起來，從而割斷或削弱干擾場的空間耦合通道，阻止其電磁能量的傳輸。合通道，阻止其電磁能量的傳輸。 例如：屏蔽雙膠線可抵御靜電和電磁感應干擾；屏蔽房抵例如：屏蔽雙膠線可抵御靜電和電磁感應干擾；屏蔽房抵御電磁信號傳輸。御電磁信號傳輸。二、隔離技術切斷干擾信號通道二、隔離技術切斷干擾信號通道 隔離隔離是指把干擾源與

15、接收系統(tǒng)隔離開來，有用信號可正常是指把干擾源與接收系統(tǒng)隔離開來，有用信號可正常傳輸，而干擾耦合通道被切斷，達到抑制干擾的目的。傳輸，而干擾耦合通道被切斷，達到抑制干擾的目的。7.3 硬件抗干擾技術硬件抗干擾技術常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。常見的隔離方法有光電隔離、變壓器隔離和繼電器隔離等方法。 1、光電隔離、光電隔離 它指以光信它指以光信號在隔離的發(fā)送端和接收端之間號在隔離的發(fā)送端和接收端之間進行信號傳輸?shù)?，所用的器件是進行信號傳輸?shù)模玫钠骷枪怆婑詈掀?。光電耦合器?由于光信號傳輸信息時，不由于光信號傳輸信息時，不會和其輸入和輸出的電信號進行會和其輸入和輸出的

16、電信號進行直接耦合，因而具有較強的隔離直接耦合，因而具有較強的隔離和抗干擾的能力。和抗干擾的能力。二、隔離技術切斷干擾信號通道二、隔離技術切斷干擾信號通道7.3 硬件抗干擾技術硬件抗干擾技術2、變壓器隔離、變壓器隔離 變壓器僅能傳輸交流信號，可用來阻變壓器僅能傳輸交流信號，可用來阻斷交流信號中的直流干擾和抑制低頻干擾信號的強度。斷交流信號中的直流干擾和抑制低頻干擾信號的強度。除此之外，還要適合具體電路的隔離技術。除此之外，還要適合具體電路的隔離技術。例如：為防止信號傳輸過程受到干擾信號影響，采用實時例如：為防止信號傳輸過程受到干擾信號影響，采用實時選頻、跳頻、擴頻、高頻自適應技術。選頻、跳頻、

17、擴頻、高頻自適應技術。例如：為工業(yè)控制系統(tǒng)的噪聲干擾，采用繼電器隔離。繼例如：為工業(yè)控制系統(tǒng)的噪聲干擾，采用繼電器隔離。繼電器的線圈傳信號，觸點接收信號。電器的線圈傳信號，觸點接收信號。三、三、附加濾波電路附加濾波電路7.3 硬件抗干擾技術硬件抗干擾技術濾波電路是抑制干擾的一種重要方法。由于干擾源發(fā)出的濾波電路是抑制干擾的一種重要方法。由于干擾源發(fā)出的干擾信號的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬得多，因此，干擾信號的頻譜往往比要接收的信號的頻譜寬得多，因此，采用濾波的方法，只讓有用信號的頻率成分通過，而將干擾采用濾波的方法，只讓有用信號的頻率成分通過，而將干擾信號頻率成分加以抑制。信號頻率成分加以

18、抑制。 濾波電路有低通濾波、高通濾波、帶通濾波、帶阻濾波。濾波電路有低通濾波、高通濾波、帶通濾波、帶阻濾波。濾波電路信號處理有維納濾波、卡爾曼濾波等。濾波電路濾波電路信號處理有維納濾波、卡爾曼濾波等。濾波電路不僅適合硬件方法，也適合軟件方法。不僅適合硬件方法，也適合軟件方法。四四 、修改設計、修改設計1、系統(tǒng)電路板（、系統(tǒng)電路板（PCB）的設計時，應符合抗干擾設計要求。）的設計時，應符合抗干擾設計要求。l 電路板合理分區(qū)，如強、弱信號，數(shù)字、模擬信號，干擾電路板合理分區(qū)，如強、弱信號，數(shù)字、模擬信號，干擾源盡可能遠離敏感元件。源盡可能遠離敏感元件。 l D/A、A/D 轉換電路要特別注意地線的

19、正確連接。轉換電路要特別注意地線的正確連接。l 系統(tǒng)內(nèi)部的變頻電源、開關電源等可以采用屏蔽保護，隔系統(tǒng)內(nèi)部的變頻電源、開關電源等可以采用屏蔽保護，隔離空間輻射，以減少噪聲源對單片機的干擾。離空間輻射，以減少噪聲源對單片機的干擾。l 電路板上每個集成電路模塊（電路板上每個集成電路模塊（IC）要并接一個）要并接一個0.010.1F高頻電容，以減小高頻電容，以減小IC對電源的影響。這些高頻電容對電源的影響。這些高頻電容連線應靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的連線應靠近電源端并盡量粗短，否則，等于增大了電容的等效串聯(lián)電阻，這會影響濾波效果。布線時避免等效串聯(lián)電阻，這會影響濾波效果。布線時避免

20、90折線，折線，減少高頻噪聲發(fā)射。減少高頻噪聲發(fā)射。7.3 硬件抗干擾技術硬件抗干擾技術2、電子線路設備正確接地也是抑制干擾噪聲的重要方法。、電子線路設備正確接地也是抑制干擾噪聲的重要方法。在低頻電路低頻電路中，因寄生電抗的影響不大，常采用一點接地采用一點接地。在高頻電路高頻電路中，寄生電抗的影響不容忽視，要采用多點接采用多點接地地，以避免各接地點之間的耦合。應用系統(tǒng)中數(shù)字地和模擬地應分別接地數(shù)字地和模擬地應分別接地，然后再在一起把兩種地分別連接起來。印刷電路板對地線的分布、形狀、長度和寬度也有一定的要求，比如地線要呈輻射狀，避免環(huán)行，地線要寬，連接旁路電容的地線不要太長等。應用系統(tǒng)中的數(shù)字地

21、、模擬地、強電設備的地、機殼或其他金屬構件的屏蔽地應分開布置并在一點上和電源地相連。在采用屏蔽雙絞線傳送信號時，應將屏蔽地與工作地連在一起。要注意只能在一個點接地，以免形成回路，在屏蔽體上產(chǎn)生較大的噪聲。7.3 硬件抗干擾技術硬件抗干擾技術一、數(shù)字濾波一、數(shù)字濾波1、數(shù)字濾波是通過特定的計算程序處理，降低干擾信號在有用信號中的比例，故實質(zhì)上是一種程序濾波。 2、數(shù)字濾波器有以下優(yōu)點：不需要增加任何硬件設備，需數(shù)據(jù)處理和控制前，附加一段數(shù)字濾波程序即可；不存在阻抗匹配問題；適宜的濾波頻率范圍寬，而模擬RC濾波器由于受電容容量的影響，頻率不能太低；對于多路信號輸入通道，可以共用一個濾波器，只要適當

22、改變?yōu)V波器程序或參數(shù)，就可以方便地改變?yōu)V波特性，這對于低頻脈沖干擾和隨機噪聲的克服特別有效。7.4 軟件抗干擾技術軟件抗干擾技術 軟件抗干擾技術主要包括：信號處理前的數(shù)字濾波，削軟件抗干擾技術主要包括：信號處理前的數(shù)字濾波，削弱干擾信號的影響；信號處理后程序編程，避免干擾信號的弱干擾信號的影響；信號處理后程序編程，避免干擾信號的誤操作。誤操作。3、數(shù)字濾波方法、數(shù)字濾波方法 1）限幅濾波）限幅濾波 如果一輸入信號增量變化有限度，可采用限幅濾波。 所謂限幅濾波所謂限幅濾波，就是把兩次相鄰的采樣值相減，求出其增量（以絕對值表示），如果增量超過限度（最大允許差值y），則仍取上次采樣值作為采樣值；如果

23、小于或等于y，則取本次采樣值。適用范圍適用范圍：主要用于變化緩慢的參數(shù)測量，如溫度、液位等。無法抑制增量變化較大的信號。 2）中位值濾波）中位值濾波 中位值濾波是對某一被測量連續(xù)采樣n次(一般n取為奇數(shù))，然后把n次采樣值按大小排列，取中間值為本次采樣值。 適用范圍：同限幅濾波。7.4 軟件抗干擾技術軟件抗干擾技術 3）平滑濾波）平滑濾波噪聲在很多情況下可以近似地認為是白噪聲。白噪聲具有一個很重要的統(tǒng)計特性，即其統(tǒng)計平均值為零。因此，可以用求平均值的辦法來消除隨機誤差，這就是所謂的平滑濾波。二、單片機執(zhí)行過程中的軟件抗干擾措施二、單片機執(zhí)行過程中的軟件抗干擾措施 1.采用指令冗余處理程序采用指

24、令冗余處理程序“跑飛跑飛”所謂程序“跑飛”，是單片機正常運行過程中，遇外界干擾使CPU發(fā)生混亂引起“死機” 。程序“跑飛”后，最簡單的方法是讓CPU復位，讓程序重啟。 通常采用“指令冗余”使“跑飛”的程序恢復到正常的狀態(tài)中。即在一些關鍵的地方人為地插入一些單字節(jié)的空操作指令NOP。例如：對于51 單片機來說，通常是在一些對程序的流向起關鍵作用的指令前插入兩條NOP指令。這些指令有RET、ACALL、LCALL、SJMP、AJMP、JZ、JNZ、JC、JNC、JB、JNB、JBC、JBNZ、DJNZ等。值得注意的是，程序中，“指令冗余”不能過多，否則會降低程序的執(zhí)行效率。7.4 軟件抗干擾技術軟

25、件抗干擾技術 2采用軟件陷阱處理程序“跑飛”采用“指令冗余”，使“跑飛”的程序恢復正常是有條件的。首先，“跑飛”的程序必須落到程序區(qū)；其次，必須執(zhí)行到所設置的冗余指令。如果“跑飛”的程序落到非程序區(qū)(如EPROM或RAM中未用完的空間或某些數(shù)據(jù)表格區(qū)等)，或在執(zhí)行到冗余指令前已經(jīng)形成一個死循環(huán)，則“指令冗余”措施失效。這時可采用另一種抗干擾措施，即所謂的“軟件陷阱”?！败浖葳遘浖葳濉笔且粭l引導指令，強行將捕獲的程序引向一個指定的是一條引導指令，強行將捕獲的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門處理錯誤的程序。地址，在那里有一段專門處理錯誤的程序。假設這段處理錯誤的程序入口地址為ERROR

26、，則下面三條指令即組成一個“軟件陷阱”。 NOP NOP LJMPERROR ；轉到預先設計的入口執(zhí)行二、單片機執(zhí)行過程中的軟件抗干擾措施二、單片機執(zhí)行過程中的軟件抗干擾措施 2采用軟件陷阱處理程序“跑飛”“軟件陷阱”一般安排在下列4種地方。 （1）未使用的中斷向量區(qū) AT89S51單片機的中斷向量區(qū)為0003H002FH。如果系統(tǒng)程序未使用完全部中斷向量區(qū)，則可在剩余的中斷向量區(qū)安排“軟件陷阱” 。例如，某系統(tǒng)使用了兩個外部中斷INT0、INT1和一個定時器溢出中斷T0，它們的中斷服務子程序入口地址分別為T0_INT0、T0_INT1和T0_T0，即可按下面的方式來設置中斷向量區(qū)： ORG

27、0000HSTART： LJMP TO_MAIN ；引向主程序入口 ORG 0003H LJMP TO_ INT0 ；INT0中斷服務程序入口 NOP ；冗余指令 LJMP ERROR ；陷阱 ORG 000BH LJMP TO_T0 ；T0中斷服務程序入口 NOP ；冗余指令 NOP LJMP ERROR ；陷阱 ORG 0013H LJMP TO_INT1 ；INTl中斷服務程序入門 NOP ；冗余指令 NOP LJMP ERROR ；陷阱 ORG 00lBH LJMP ERROR ；未使用T1中斷，設陷阱 NOP ；冗余指令 NOP LJMP ERROR ；陷阱 ORG 0023H LJ

28、MP ERROR ；未使用串口中斷，設陷阱 NOP ；冗余指令 NOP LJMP ERROR ；陷阱 ORG 002BH LJMP ERROR ；未使用T2中斷，設陷阱 NOP ；冗余指令 NOPTO_MAIN： ；主程序 2采用軟件陷阱處理程序“跑飛” （2）未使用的大片F(xiàn)lashRom空間 程序一般都不會占滿FlashRom芯片的全部空間。對于剩余未編程的FlashRom空間，其內(nèi)容為0FFH。0FFH對于AT89S51單片機的指令系統(tǒng)來說是一條單字節(jié)的指令。如果程序“跑飛到這一區(qū)域，則將順利向后執(zhí)行，不再跳躍(除非又受到新的干擾)，因此，在這段區(qū)域內(nèi)每隔一段地址設一個陷阱，就一定能捕捉到

29、“跑飛”的程序。 (3）表格 有兩種表格：一類是數(shù)據(jù)表格，供MOVC A，A+PC指令或MOVC A，A+DPTR指令使用，其內(nèi)容完全不是指令；另一類是散轉表格，供JMP A+DPTR指令使用，其內(nèi)容為一系列的三字節(jié)指令LJMP或二字節(jié)指令AJMP。 2采用軟件陷阱處理程序“跑飛” (4）程序區(qū) 程序區(qū)是由一系列的指令構成的。在這些指令中間常常有一些斷點，正常的程序執(zhí)行到斷點處就不再往下執(zhí)行了，這類指令有LJMP、SJMP、AJMP、RET、RETI等。CPU執(zhí)行到這些指令時，PC的值應發(fā)生正常跳變。如果在這些指令處設置陷阱，就有可能捕捉到“跑飛”的程序。例如，對一個A累加器的內(nèi)容的正、負、和

30、零的情況進行三分支的程序，軟件陷阱安排如下： JNZ TO_XYZ ；0處理 AJMP ABC_SUB ；斷點 NOP NOP LJMP ERROR ；陷阱 TO_XYZ：JB ACC.7，TO_UVW ；正處理 AJMP ABC_SUB ；斷點 NOP NOP LJMP ERROR ；陷阱TO_UVW： ；負處理ABC_SUB：MOV A，R2 ；取結果 RET ；斷點 NOP NOP LJMPERROR ；陷阱 3使用“看門狗”處理程序“跑飛” 如果“跑飛”的程序落到個臨時構成的死循環(huán)中，冗余指令和軟件陷阱都將無能為力，這時可采取WATCHDOG(俗稱“看門狗”)措施。WATCHDOG有如下特性： 1）能獨立工作，不依賴于CPU。CPU只在一個固定的時間間隔內(nèi)與其打一次交道，表明整個系統(tǒng)“目前尚屬正常”。 2）當CPU落入死循環(huán)后，能及時發(fā)現(xiàn)并使整個系統(tǒng)復位。在AT89S系列單片機中，已將“看門狗”功能集成到芯片中。7.4 軟件抗干擾技術軟件抗干擾技術 4通過“復位”使系統(tǒng)恢復正常 硬件復位是使單片機重新恢復正常工作狀態(tài)一個簡單有效方法。硬件