单片机应用系统的软件抗干扰措施

丁礼磊

摘要：技术的发展不仅体现在事物的更新上，更体现在老事物的创新上，其中最为明显的就是大小个头的改变。的確，高新技术产品体积越来越小，操作越来越简便，性能越来越好。究其原因大多数原因是因为单片机的发展。但是通过我们的研究调查发现单片机的抗干扰技术还是有待提高的，那么我们具体应该如何去实现呢？下面就让我们简要的来了解一下吧。

关键词：单片机；定义构造；抗干扰

中图分类号：TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）03-0237-01

单片机是什么？它主要运用于什么方向？对于专业人士而言很简单，但是对于社会大众而言确实有一定的难度呢？下面我们就从这些最基本的定义入手来展开对全文的思考。

1 单片机的定义及构造

单片机，其实就是一种集成电路芯片，小小的体积，却起到主导作用，其作用可以说能够抵到一台计算机的作用。其基本结构包含了运算器（主要功能是执行各种算数运算以及逻辑运算和逻辑测试）、控制器以及主要存储器。而它之所以体积小，主要是因为它采用了压缩技术，将所有程序通过集成电路刻在一个小小的芯片上，以实现其主要作用。

2 单片机的应用

在之前的介绍中，我们了解到单片机是一种集成电路芯片，那么就这一个小小的芯片又有怎样的作用呢？它主要应用于哪些行业领域呢？其实它与我们的生活是息息相关的，随处可见，就拿最普遍的全自动洗衣机来说就有它的身影。

3 软件抗干扰技术

通过我们的调查研究，我们发现单机片的抗干扰措施主要包含硬件抗干扰措施和软件抗干扰措施两种。对于单片机的干扰，最为常见的就是噪音等周围环境的干扰、磁场的干扰、以及系统自身操作和程序的干扰。软件抗干扰的具体措施[1]。

3.1 软件冗余技术

MCS-51所有指令都不超过三个字节，且多为单字节指令，指令由操作码和操作数组成，操作码指明CPU完成什么样的操作，单字节指令仅有操作码，隐含操作数。CPU受到干扰后，PC内容发生变化，当程序弹飞到某一单字节指令时，便自动纳入正规。当跑飞到某一双字节或三字节指令时，若恰恰在取指令时刻落到其操作数上，CPU就将操作数当作操作码来执行，引起程序混乱。因此软件设计应多采用单字节指令，并在关键的地方人为的插入一些单字节指令NOP，或将有效的单字节指令重写，这称作指令冗余。在实际软件设计中，往往在双字节和三字节指令之后插入两个NOP指令，可以保证程序跑飞后其后面的指令不会拆散，后面的程序可以正常运行。在那些对程序流向起决定作用的指令，如RET、RETI、ACALL、LJMP、JZ、JNC等之前也插入2条NOP指令，可保证跑飞的程序迅速进入正确的控制轨道。

3.2 软件陷阱技术

一般而言，软件冗余技术适用于干扰后PC指向不正确的程序区，当跑飞程序进入非程序区时，我们应该采取怎样的措施呢？软件陷阱技术就是一个很好的选择，下面就让我们具体的来了解一下。

（1）未使用的中断向量区。在中断向量区使用陷阱技术可以在最短的时间内发现中断信号所在区域，通过数据感应显示就可以在最短的时间里解决问题了。（2）未使用的EPROM区。假设使用了一片2764，但程序并没有用完这个2764区域，这些非程序区可以用0000020000数据填满，020000是指令LJMP 0000H的机器码，当跑飞程序进入此区后，便会迅速自动进入正确轨道。（3）数据表格区。我们都知道，表格的使用是比较频繁的，表格与内容是一一对应的关系，但是庞大的表格系统如果哪一个环节出现了问题我们是比较难找出来的，而陷阱技术的运用就可以更好的改变这一状况，对症下药。（4）程序区。程序区可以说是问题的高危阶段，一旦发现问题也是致命性的，所以我们要采用该项技术，并且是广泛的运用，但也不能设置太多，一般每1K字节有几个陷阱就够了。（5）非EPROM芯片空间。MCS-51有64K程序系统空间，一般除了EPROM芯片占用的地址外，还剩余大片未编程的EPROM空间。当PC跑飞进入这些空间时，读入数据为0FFH，对51系列而言，相当于指令MOV R7，A，将修改R7的内容。当CPU读程序存储器时，会产生一个PSEN的低电平信号，可利用该信号和EPROM的地址译码信号产生选通信号，引起一个空闲的中断，在中断服务程序中设置软件陷阱，将跑飞程序拉入正规。

3.3 看门狗技术

顾名思义就是实时监控，而这一技术无论是在硬件抗干扰中还是软件抗干扰的技术中都是有所运用的，但是最优的选择就是软件与硬件同时运用，这样就可以做到一个全方位的监控与控制干扰的散播与影响。

4 结语

综上所述，我们对单片机的抗干扰技术又有了一个初步的了解，相信这对于单片机的发展会有一定的帮助的，同时如果在实际的操作过程之中我们可以克服干扰因素，将以上技术落实到行动中的话，就一定可以提供单片机的性能的。但是，我们还需要不断的创新发展，以追求真正的发展进步。

参考文献

[1]孙传友.测控系统原理与设计[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004.