单片机系统常用软件抗干扰措施

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  •    单片机的可靠性设计是一项系统工程,单片机系统的可靠性必须从软件、硬件以及结构设计等方面全面考虑。硬件系统的可靠性设计是单片机系统可靠性的根本,而软件系统的可靠性设计起到抑制外来干扰的作用。软件系统的可靠性设计的主要方法有:开机自检、软件陷阱(进行程序“跑飞”检测)、设置程序运行状态标记、输出端口刷新、输入多次采样、软件“看门狗”等。通过软件系统的可靠性设计,达到最大限度地降低干扰对系统工作的影响,确保单片机及时发现因干扰导致程序出现的错误,并使系统恢复到正常工作状态或及时报警的目的。
      一、开机自检 开机后首先对单片机系统的硬件及软件状态进行检测,一旦发现不正常,就进行相应的处理。开机自检程序通常包括对RAM、ROM、I/O口状态等的检测。
      1?检测RAM 检查RAM读写是否正常,实际操作是向RAM单元写“00H”,读出也应为“00H”,再向其写“FFH”,读出也应为“FFH”。如果RAM单元读写出错,应给出RAM出错提示(声光或其它形式),等待处理。
      2?检查ROM单元的内容 对ROM单元的检测主要是检查ROM单元的内容的校验和。所谓ROM的校验和是将ROM的内容逐一相加后得到一个数值,该值便称校验和。ROM单元存储的是程序、常数和表格。一旦程序编写完成,ROM中的内容就确定了,其校验和也就是唯一的。若ROM校验和出错,应给出ROM出错提示(声光或其它形式),等待处理。
      3?检查I/O口状态 首先确定系统的I/O口在待机状态应处的状态,然后检测单片机的I/O口在待机状态下的状态是否正常(如是否有短路或开路现象等)。若不正常,应给出出错提示(声光或其它形式),等待处理。
      4?其它接口电路检测 除了对上述单片机内部资源进行检测外,对系统中的其它接口电路,比如扩展的E2PROM、A/D转换电路等,又如数字测温仪中的555单稳测温电路,均应通过软件进行检测,确定是否有故障。
      只有各项检查均正常,程序方能继续执行,否则应提示出错。
      二、软件陷阱 在程序存储器中总会有一些区域未使用,如果因干扰导致单片机的指令计数器PC值被错置,程序跳到这些未用的程序存储空间,系统就会出错。软件陷阱是在程序存储器的未使用的区域中,加上若干条空操作和无条件跳转指令,无条件跳转指令指向程序“跑飞”处理子程序的入口地址。如果程序跳到这些未用区域,就会执行无条件跳转指令,转到相应的程序出错“跑飞”处理程序。除程序未用区域外,还可以在程序段之间(如子程序之间及一段处理程序完成后)及一页的末尾处插入软件陷阱,效果会更好。下面是一段带软件陷阱的程序;

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