单片机硬件抗干扰方法研究

商丘工学院 晋会杰　杨　娜

【摘要】单片机应用系统的工作环境往往是不是固定的，在一些复杂的工作环境中，单片机往往受到干扰的影响而导致

其不能工作或控制功能丧失，因而其工作的可靠性至关重要。本文介绍了怎样从硬件设计的各个环节上进行抑制干扰的方法。【关键词】单片机；干扰；硬件设计；抑制

在实验室的仿真机上，经过千辛万苦安装和调试的样机投入了实际现场运行时，常常会开机就失控甚至根本不能正常工作。为什么实验室能正常模拟运行的系统，在实际环境就会出问题呢？答案是干扰。事实证明：为了提高单片机系统工作的可靠性，为抑制干扰而做的工作比前期实验室研制样机的工作还多。要使单片机系统能在实际工作环境中正常运行，抗干扰技术尤为重要。

干扰对微机系统的作用归纳起来可以从三个部位介入：第一个部位是输入系统，干扰源可使模拟信号、数字信号等输入量出错，最后导致微机系统的输出结果出错；第二个部位是输出系统，干扰源可使输出信号混乱，不能正常反应微机系统的真实输出结果；第三部位是微机系统的内部，干扰源可能使微机外部总线上数据发生跳变，使三总线上数字信号错乱，从而导致结果出错。干扰信号源的随机介入，使微机系统离开正常运行轨道，可能使错误一直传播下去形成一系列的错误，也可能埋下了事故的隐患，使后续程序出错，也可能使程序出现死循环，最终使系统全面瘫痪。

用硬件措施来防干扰，是一种十分有效的方法，如果硬件设计使-98-

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用得当，可将绝大多数干扰信号拒之门外，从而有效地保证系统的正常工作。下面我们从一个单片机硬件系统设计的各个环节来介绍一些硬件抗干扰的方法。

一、电源系统

1.采用开关电源并提供足够的功率余量，主机部分使用单独的稳压电路，必要时输入、输出供电分别采用DC—DC模块隔离，以避免各个部分相互干扰。防止从电源系统引入干扰，可采取交流稳压器保证供电的稳定性，防止电源的过压和欠压。使用隔离变压器滤掉高频噪声，低通滤波器滤掉工频干扰。

2.up监控。工程技术人员常用TL7705电源监视芯片来监测电压。它的SENSE为电源监视端，当SENSE上的电压小于45V时，／RESET输出低电平（产生_l 沿），向单片机申请中断。RESET：复位端，低电平有效。RE SIN：复位输入端，输入低电平时，强制复位输出端。随着芯片集成良不断提高，工程技术人员往往热衷于既能提供up监控，又能提供其他功能的芯片。如MAXIM公司的MAXS07，它将电源监视与看门狗集成在一起，提供定时、电源切换等多种功能。

3.瞬态电压抑制器Tvs。（Tran-sient Voltage Suppressor，简称

TVs），使用TVs二极管进行浪涌保护比使用压敏电阻优越得多，具有响应时间快，瞬态功率大，漏电流低，击穿电压偏差小有效保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲造成元器件损坏。

二、接口电路

（1）物理隔离。物理隔离一般是对单片机前端的输入信号线而言的，如在一些工业测量仪表里一般分为两部分，一部分为传感器称为一次仪表，另一部分是显示及控制部分称为二次仪表，有时一次仪表与二次仪表之间距离较远，几十米上百米或千米以上，那么信号在传输过程中极易受到干扰，其中信号线要远离大功率导线，如果实在做不到远离则要将信号线和功率线分别套人钢管进行屏蔽。

（2）信号隔离。在输入通道上采用光耦合器件来进行信息传输，在输出上用光电隔离耦合器件或机电隔离的方法，使系统内部与各种传感器、开关从电气上隔离，抑制或阻挡干扰从接口进入系统。

（3）电路滤波。在直流电源电路中由于单片机及一些存储器、接口电路等都是数字电路，所以在电源电路会产生峰值很大的尖峰电流，直接干扰单片机正常工作．利用电