单片机控制系统的抗干扰措施

（河南质量工程职业学院，河南平顶山市，467000）李姗姗

对于单片机控制系统性能评价中，运行可靠性为重要指标。现代化技术发展中，单片机制造工艺不断提升，引入了大规模电路技术，也加入了抗干扰模块，有效降低了故障率，在不同环境下都可以运用。然而，实际运用过程中，难免还会遇到一些干扰因素，影响单片机性能，必须采取有效的抗干扰措施，提升单片机控制系统的运行性能。基于此，加强对单片机控制系统抗干扰措施的研究具有十分现实的意义。

1 单片机控制系统干扰因素分析

在单片机控制系统运行过程中，一旦出现干扰则对正常生产带来影响，对企业经济效益带来影响。必须认真分析单片机控制系统存在的干扰因素，才能提出针对性预防措施，为系统正常运行提供保障。

1.1 电源干扰

通常来说，单片机控制系统以配电网进行供电，但由于配电网络应用范围广，其电源容易有电磁干扰问题发生。在系统正常运行中，对于配电网内部供电问题，影响供电质量，继而容易导致程序运算错误，无法发挥单片机控制系统作用，容易给生产带来干扰，相关设备也不能准确的执行有关命令。

1.2 外部信号干扰

在单片机控制系统运行过程中，还需要借助于通信线路，对相关信号加以传输，确保系统运行正常，且能够为各项生产活动能够顺利实施。而具体信号传输过程中，外部信号也会对信号传输带来干扰，导致单片机系统信号错误，甚至会发出错误指令。进一步分析外部信号干扰，发现一方面是在电源用电传输过程中，容易出现外部信号串入情况，干扰单片机控制系统正常运行；另一方面则是电磁辐射对系统运行带来干扰，以至于具体系统运行中出现系统性故障。

1.3 接地干扰

为了能够保证系统设备电磁兼容性，单片机控制系统运行中，通常需要进行接地处理。可以说，系统接地处理是保证单片机控制系统正常运行基础。如果单片机系统接地错误，则对整个控制系统运行带来干扰，以至于正常的指令信号无法传输，对单片机系统运行质量带来影响。系统接地干扰的存在，容易出现电磁影响系统运行，传输信号中也容易出现错误，无法为正常生产提供保障。

2 单片机控制系统中抗干扰措施

针对单片机控制系统中存在的几种干扰因素，必须采取针对性的处理措施，抑制干扰，保证单片机控制系统能够正常运行，为生产提供保障。

2.1 电源干扰抑制措施

对于单片机控制系统电源干扰的抑制措施包括以下几种：①在选择电源过程中，必须保证电源质量性能符合规定，具有较高的隔离性能，同时还需要设置电缆屏蔽元件、局部屏蔽元件、高压泄放元件等，保证电源线、信号线以及动力线合理布局，并利用各类电导性、磁导性元件对相关模块实施屏蔽保护，避免其工作中对电源带来干扰问题；②对变频器干扰加以抑制。信号传递线路之中需要安装变压器设备，在一定程度上减缓电源干扰问题。在电源线路之中合理设置滤波器，能够借助于滤波器抗干扰性能，减少对电源的干扰，同时能够吸收尖峰电压；针对变频器在能量传输中带来的电磁干扰，可以用设置电抗器来实现；③通过变压器接地处理模式实现抗干扰效果。采用不同变压器接地方式发挥不同效果。通常情况下，对于电源输入输出电路需要采用接地处理，电源次级线路则不进行接地处理。避免接地线产生电磁辐射干扰问题，需要在电源输入端口位置设置滤波电路，并将变比为1：1的变压器安装到电源输入线路当中，避免其对单片机控制系统运行造成影响；④根据电网运行实际情况，对电源进行适当调整，解决电压波动所带来的干扰问题，利用多级滤波系统、集成电压器设备，处理过电压、欠电压问题。

2.2 线路干扰抑制措施

在解决线路干扰问题方面，首先需要对线路进行合理设置。通常来说，电网控制线路、传入传出线路以及变压器线路都应该为双绞线，而电源线、电网动力线路、控制线则应该为单独配线。而对于单片机配线以及大负荷机械配线设置中，尽可能保证其独立性，若必须设置在一个线槽之中，则需要分开捆扎。分槽走线是处理线路最好的一种方式，保证大负荷机械线路和单片机配线具有足够的间隔距离，避免大功率电器设备运行中对单片机系统带来干扰。另外，还可以通过设置隔离器的方式避免线路干扰，设置位置为信号传递线路和单片机之间。对于单片机接收到信号，可以借助于半导体元件实施调制转换，还可以利用光感元件、电磁元件等对信号隔离转换处理，最后对转换之后的信号解调，并将电源信号隔离处理，保证信号经过一系列转换后的独立性特征不便，各类信号之间相互干扰问题也能够得到解决。

2.3 接地干扰抑制措施

通过有效的接地处理，是为了能够减少电压冲击对单片机控制系统带来的干扰危害，是单片机控制系统运行的重要保障。单片机接地处理在减少干扰的基础上，还可以提升单片机控制系统运行安全性，对相关干扰因素进行有效控制。单片机接地形式有很多，不仅包括传统的电源接地、交流接地、信号线接地等，还包括屏蔽线路接地、保护线路接地等。其中，保护地指的是将机械外壳进行接地，或者是机械某一零部件进行单独接地处理，当机械发生漏电问题时可以提供接地保护，避免人员发生触电危害；屏蔽地则指的是在电源上设置金属外壳或金属丝网，并与大地相连接，避免静电场、磁场等对设备运转带来干扰；电源地指的是将电源N线与交流电连接的方式；信号地指的是信号元件输入端连接电源接地；电源地是将单片机直接和直流电源连接的模式。单片机接地处理工作，则能够避免输入输出线路、线路负载等对电网带来的干扰。基于信号频率合理选择接地模式，信号频率在0~1MHz内的，则一点接地法为合理选择；若处于1~10MHz的频率范围，则单片机接地接口则需要和最近接地端连接起来；若处于10MHz以上的信号频率，则一般利用多点接地模式。通常来说，应该选择电阻不足于100Ω的接地线路，同时接地线路的截面面积一般在2mm2以上，保证接地处理的效果，提升单片机控制系统抗干扰的效果。

3 结语

通过上述分析可知，单片机作为一种有效的控制设备，单片机实际运行中，还存在多种对其正常运行带来干扰的因素。在解决这些干扰因素的过程中，需要根据干扰来源，提出行之有效的抗干扰措施。近年来，随着科学技术发展，在单片机设计制造中，引入更加先进的抗干扰技术，保证单片机元件的稳定性、可靠性。针对当前存在的干扰，需要从通信能力、人机互动能力加以研发，保证单片机种类更加齐全，提升其应用领域，为工业产品生产提供保障。