单片机控制系统设计中的抗干扰措施

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. o. j3 F8 s7 ?; @" O0 g* u: [. [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
# o1 L$ D- j8 n6 f' D" `- G. a' H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。
3 }# k- H& T; [3 e. E3 n: E. v
, R3 }+ ]; W4 B, l: ]关键词:单片机;系统设计;硬件抗干扰;软件抗干扰
" d" C6 ?9 |. O1 F
2 ]1 E& G' M; w6 `( Z0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
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
+ x" |9 u4 m2 b& O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。
4 ?5 `5 D$ _0 @9 J$ w1 k1硬件抗干扰设计
' S& L4 p/ I; T0 h# l1.1电源干扰及抑制
/ q: x' m- K3 _( ^. A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，
- E& }  V; w: G. \0 S从而造成系统工作不稳定或出现“死机”现象。本系统
主要采取如下措施提高系统抗电源干扰能力。
(1)采用开关电源供电。本系统采用12V与5V两种
% k7 b+ q" a& F+ }0 u" R: ]开关电源分别对开关控制电路及单片机系统部分供电，
虽然设计成本稍高，但系统抗电源干扰的能力得到增强。
(2)采取电网滤波技术。为进一步提高系统抗电源
( U# \, v/ a% C2 e2 S: O# O6 N& a) S& e干扰能力，尽可能得到“纯净”电源，在开关电源前增
3 [8 s# t6 D# b9 U加了电源滤波模块，以滤去电网中由各种大功率设备产
1 n/ I0 M: Y; e/ A9 R" u; i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
+ T% O  X  f% l4 P电源与地线增加电感滤波。
/ M# i0 O  B3 ?; F& _: }(4)每块采样板的电能采样电路均采用单独电源供电，
, k% E+ g& o/ Q; A5 X+ j. @2 Y以避免各采样板通过共地造成各房间火线相连(采样电路
为火地)产生干扰与危险。采样电路电源设计采用交流电
7 o8 c/ X3 D0 p; X( m3 _通过电容降压的方式整流、滤波后经稳压电路输出。由于
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
9 I5 I3 T: c- N: V) t) d图1为AD7755应用电路。在本系统中主要有以下
1 k. I( \9 C0 i: {几种地线。
* |. S  Z" H& O模拟地:如采样芯片AD7755前的电压、电流信号
* q0 {9 g$ v% \7 t; I1 j" V地。由于此地线与电网直接相连，为“火地"，故会串
! c# v2 O$ N* R# `1 `$ ?人电网中的各种干扰。
2 [( B4 Y% m1 W3 U数字地:AD转换的输出与晶振电路的地线均可看
& _: E, o! w8 m$ I& h- Q/ }. A; v作数字地。由于数字信号为方波信号，且频率通常较高，
! R( {+ }* z7 Y- T3 r$ N故数字地富含各种高次谐波并具有较强辐射作用。若与
% q, {7 F3 ~! f7 d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
* ]) R6 j7 N+ w* _# q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。
5 o4 l! t# M# Z2 p/ U8 `" ^3 K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。