单片机控制系统设计中的抗干扰措施

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摘要:分析了单片机控制系统设计中可能出现的各种干扰，并介绍了相应的软硬件抗干扰措施。只要
在系统中采用两者相结合的方法，就能保证系统长期稳定可靠的运行。
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关键词:单片机;系统设计;硬件抗干扰;软件抗干扰

; w2 N# v) b3 T9 L: Z1 d5 f" F9 Y8 E0引言
在工程实际中通常存在多种干扰源，如电磁波干
扰、电源干扰、系统本身产生的各种电磁辐射干扰等。
公寓用电智能管理系统要求长年连续的挂网运行，如果
. I1 x5 Z' [: r0 I运行中出现任何异常现象，会造成系统计量可靠性、准
确性的降低，从而影响系统的使用价值，因此要求系统
能保证在干扰较强的现场运行。那么如何提高系统的抗
干扰能力，保证其在规定条件下正常运行是公寓用电智
能管理系统设计中必须考虑的问题，也是关键问题。
1硬件抗干扰设计
( _" c5 N2 h' Y( L/ n3 b3 K* z) f1.1电源干扰及抑制
- b$ f" [7 k! i2 S5 \# d由于单片机系统大多采用市电(个别采用电池供
电)，极易受到各种原因造成的电网波动产生的干扰，
# p& p3 X9 @2 N, a  \从而造成系统工作不稳定或出现“死机”现象。本系统
- w. w4 a9 q* v6 W主要采取如下措施提高系统抗电源干扰能力。
- z: o! a2 R5 ?& u: K' a8 E(1)采用开关电源供电。本系统采用12V与5V两种
开关电源分别对开关控制电路及单片机系统部分供电，
/ ]4 }$ g3 _+ z/ x虽然设计成本稍高，但系统抗电源干扰的能力得到增强。
4 X3 y7 X; X6 w(2)采取电网滤波技术。为进一步提高系统抗电源
1 y' I5 b3 e& l: d( @4 `' V干扰能力，尽可能得到“纯净”电源，在开关电源前增
4 m# P  B9 l4 z5 K. \加了电源滤波模块，以滤去电网中由各种大功率设备产
生的尖峰脉冲干扰。
(3)直流电源滤波。对稳压后的直流电源进一步采
取滤波技术，如对各种蕊片电源增加电容滤波,对直流
+ Q3 |) d8 A. P+ ^0 C电源与地线增加电感滤波。
- c+ I3 U8 k  R0 k(4)每块采样板的电能采样电路均采用单独电源供电，
以避免各采样板通过共地造成各房间火线相连(采样电路
2 L" l$ l4 r# |9 J' E$ Q9 F为火地)产生干扰与危险。采样电路电源设计采用交流电
通过电容降压的方式整流、滤波后经稳压电路输出。由于
# v5 P5 D0 ~- [+ _' Q0 p所需电流较小，稳压电路采用小功率的78L05实现稳压。
1.2地线干扰及抑制
图1为AD7755应用电路。在本系统中主要有以下
7 E6 t0 }' n. O几种地线。
模拟地:如采样芯片AD7755前的电压、电流信号
地。由于此地线与电网直接相连，为“火地"，故会串
5 l1 f  e: z5 H4 H- h9 }1 E9 P人电网中的各种干扰。
数字地:AD转换的输出与晶振电路的地线均可看
- |) @' F% r5 X0 w- L3 U& ]/ P作数字地。由于数字信号为方波信号，且频率通常较高，
故数字地富含各种高次谐波并具有较强辐射作用。若与
2 j5 _# e( }- `9 K4 b+ W模拟地直接相连会对模拟小信号产生干扰。模拟地与数
字地在电能采样电路中先分别接地，然后在一点最终连
接在一起，本系统中通过电感L0将两者连接起来，电感
L0即可连接直流地又可对各自的交流干扰起隔离作用。
信号地:此系统中指单片机系统中的地。该地与前

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由于单片机系统大多采用市电(个别采用电池供电)，极易受到各种原因造成的电网波动产生的干扰，从而造成系统工作不稳定或出现“死机”现象。