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提高微机控制系统抗干扰能力
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摘要：如何采取措施提高信号抗干扰能力是保障微机控制系统正常运行的关键。本文从系统的硬件安装和软件设计方面对信号的优化提出了一些措施。
关键词：微机控制系统 抗干扰
1. 硬件抗干扰措施
(1)传输通道的抗干扰措施
如果传输信道的长度在千米以内，则加传输模块即可满足抗干扰的要求。若其长度超过千米，则除加传输模块外，通常还选择以下几种方式：(a)用屏蔽线或电缆来抑制杂散电磁场对传输线的干扰。屏蔽线或电缆的屏蔽层，工作时要接地，以便抑制静电干扰。且屏蔽层的接地要与系统一端浮地的结构形式配合，才能取得更好的抗干扰效果。(b)地电位隔离也是常用的抗干扰方法。常用隔离器件有：隔离变压器、光耦装置断电器、高频或射频扼流圈、场效应继电器、中间存储器等，将光线通信与光耦器件配合使用，效果更为理想。(c)为了抑制传输线干扰，还可采用各种线路滤波器，常用的有RC滤波器、LC滤波器、双T滤波器及有源滤波器等。
(2)电源和地线系统抗干扰措施
为抑制电网干扰所造成的电源波动，可采用抑制交流电源干扰的计算机系统专用电源，如UPS。
正确接地是控制系统抑制干扰必须注意的重要问题。在低频电路中，接地电路形成的环路产生的干扰极大，因此应一点接地。在高频电路中，地线上的电感将增加地线阻抗，且地线变天线，向外辐射噪声信号，因此要多点就近接地，且不同电压的线路不要接同一地线。
综上所述，硬件抗干扰措施有：接地、过滤、屏蔽、隔离。但要想保证系统正常运行，还需配合软件的抗干扰措施。
2. 软件抗干扰措施
在不同的微机控制系统中，控制软件虽然功能不同，但其结构一般具有以下特点：实用性、周期性、相关性、人为性等。现场干扰导致微控系统失控表现形式如下：程序计数器PC值产生变化，破坏程序的正常运行；I/O接口状态受到干扰，破坏了微控软件的相关性和周期性，造成系统资源被某个任务独占，使系统发生“死锁”；控制状态失灵。
(1)程序运行失常的对策
系统受干扰使PC值改变，造成程序运行失常，可设置监视跟踪定时器来发现失常状态并及时引导系统恢复原始状态。使用定时中断来监视程序运行状态，定时器的定时时间稍大于主程序正常运行一个循环的时间，在主控程序运行过程中执行一次定时器时间常数的刷新操作，若程序运行失常，不能及时刷新定时器时间常数而导致定时中断，利用定时中断服务程序将系统恢复。
另一方面，可设置软件陷阱。当微机失控，造成程序“乱飞”而不断进入非程序区，只要在非程序区设置拦截措施，使程序进入陷阱，然后强迫程序进入初始状态。
(2)系统“死锁”的对策
根据不同I/O处外设对时间的需求，分配相应最大正常I/O时间，在每个I/O任务模块中，加入相应时间判断程序。这样，当干扰破坏接口状态造成CPU误操作后，经过一定时间，系统会从外部设备的服务程序中自动返回，保证整个软件的周期性不受影响，从而避免“死锁”情况发生。
(3)控制状态失常的对策
干扰进入系统，会影响各种控制条件，造成控制输出失常。为确保系统安全，可采取将条件控制采样、处理控制输出由一次性改为循环式。这种方法具有良好的抗偶然因素干扰的作用。另一种方法是设置当前输出状态寄存单元。当干扰侵入造成输出状态破坏时，系统可及时查询当前输出状态寄存器单元的状态信息，及时纠正错误的输出状态，或设置自检程序，即在计算机系统内的特定部位或某些内存单元设置状态标志，在运行中不断循环测试，以保证系统中信息存储、传输、运算的高可靠性。
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