單片機控制系統的抗干擾措施

（河南質量工程職業學院，河南平頂山市，467000）李姍姍

對于單片機控制系統性能評價中，運行可靠性為重要指標。現代化技術發展中，單片機制造工藝不斷提升，引入了大規模電路技術，也加入了抗干擾模塊，有效降低了故障率，在不同環境下都可以運用。然而，實際運用過程中，難免還會遇到一些干擾因素，影響單片機性能，必須采取有效的抗干擾措施，提升單片機控制系統的運行性能。基于此，加強對單片機控制系統抗干擾措施的研究具有十分現實的意義。

1 單片機控制系統干擾因素分析

在單片機控制系統運行過程中，一旦出現干擾則對正常生產帶來影響，對企業經濟效益帶來影響。必須認真分析單片機控制系統存在的干擾因素，才能提出針對性預防措施，為系統正常運行提供保障。

1.1 電源干擾

通常來說，單片機控制系統以配電網進行供電，但由于配電網絡應用范圍廣，其電源容易有電磁干擾問題發生。在系統正常運行中，對于配電網內部供電問題，影響供電質量，繼而容易導致程序運算錯誤，無法發揮單片機控制系統作用，容易給生產帶來干擾，相關設備也不能準確的執行有關命令。

1.2 外部信號干擾

在單片機控制系統運行過程中，還需要借助于通信線路，對相關信號加以傳輸，確保系統運行正常，且能夠為各項生產活動能夠順利實施。而具體信號傳輸過程中，外部信號也會對信號傳輸帶來干擾，導致單片機系統信號錯誤，甚至會發出錯誤指令。進一步分析外部信號干擾，發現一方面是在電源用電傳輸過程中，容易出現外部信號串入情況，干擾單片機控制系統正常運行；另一方面則是電磁輻射對系統運行帶來干擾，以至于具體系統運行中出現系統性故障。

1.3 接地干擾

為了能夠保證系統設備電磁兼容性，單片機控制系統運行中，通常需要進行接地處理。可以說，系統接地處理是保證單片機控制系統正常運行基礎。如果單片機系統接地錯誤，則對整個控制系統運行帶來干擾，以至于正常的指令信號無法傳輸，對單片機系統運行質量帶來影響。系統接地干擾的存在，容易出現電磁影響系統運行，傳輸信號中也容易出現錯誤，無法為正常生產提供保障。

2 單片機控制系統中抗干擾措施

針對單片機控制系統中存在的幾種干擾因素，必須采取針對性的處理措施，抑制干擾，保證單片機控制系統能夠正常運行，為生產提供保障。

2.1 電源干擾抑制措施

對于單片機控制系統電源干擾的抑制措施包括以下幾種：①在選擇電源過程中，必須保證電源質量性能符合規定，具有較高的隔離性能，同時還需要設置電纜屏蔽元件、局部屏蔽元件、高壓泄放元件等，保證電源線、信號線以及動力線合理布局，并利用各類電導性、磁導性元件對相關模塊實施屏蔽保護，避免其工作中對電源帶來干擾問題；②對變頻器干擾加以抑制。信號傳遞線路之中需要安裝變壓器設備，在一定程度上減緩電源干擾問題。在電源線路之中合理設置濾波器，能夠借助于濾波器抗干擾性能，減少對電源的干擾，同時能夠吸收尖峰電壓；針對變頻器在能量傳輸中帶來的電磁干擾，可以用設置電抗器來實現；③通過變壓器接地處理模式實現抗干擾效果。采用不同變壓器接地方式發揮不同效果。通常情況下，對于電源輸入輸出電路需要采用接地處理，電源次級線路則不進行接地處理。避免接地線產生電磁輻射干擾問題，需要在電源輸入端口位置設置濾波電路，并將變比為1：1的變壓器安裝到電源輸入線路當中，避免其對單片機控制系統運行造成影響；④根據電網運行實際情況，對電源進行適當調整，解決電壓波動所帶來的干擾問題，利用多級濾波系統、集成電壓器設備，處理過電壓、欠電壓問題。

2.2 線路干擾抑制措施

在解決線路干擾問題方面，首先需要對線路進行合理設置。通常來說，電網控制線路、傳入傳出線路以及變壓器線路都應該為雙絞線，而電源線、電網動力線路、控制線則應該為單獨配線。而對于單片機配線以及大負荷機械配線設置中，盡可能保證其獨立性，若必須設置在一個線槽之中，則需要分開捆扎。分槽走線是處理線路最好的一種方式，保證大負荷機械線路和單片機配線具有足夠的間隔距離，避免大功率電器設備運行中對單片機系統帶來干擾。另外，還可以通過設置隔離器的方式避免線路干擾，設置位置為信號傳遞線路和單片機之間。對于單片機接收到信號，可以借助于半導體元件實施調制轉換，還可以利用光感元件、電磁元件等對信號隔離轉換處理，最后對轉換之后的信號解調，并將電源信號隔離處理，保證信號經過一系列轉換后的獨立性特征不便，各類信號之間相互干擾問題也能夠得到解決。

2.3 接地干擾抑制措施

通過有效的接地處理，是為了能夠減少電壓沖擊對單片機控制系統帶來的干擾危害，是單片機控制系統運行的重要保障。單片機接地處理在減少干擾的基礎上，還可以提升單片機控制系統運行安全性，對相關干擾因素進行有效控制。單片機接地形式有很多，不僅包括傳統的電源接地、交流接地、信號線接地等，還包括屏蔽線路接地、保護線路接地等。其中，保護地指的是將機械外殼進行接地，或者是機械某一零部件進行單獨接地處理，當機械發生漏電問題時可以提供接地保護，避免人員發生觸電危害；屏蔽地則指的是在電源上設置金屬外殼或金屬絲網，并與大地相連接，避免靜電場、磁場等對設備運轉帶來干擾；電源地指的是將電源N線與交流電連接的方式；信號地指的是信號元件輸入端連接電源接地；電源地是將單片機直接和直流電源連接的模式。單片機接地處理工作，則能夠避免輸入輸出線路、線路負載等對電網帶來的干擾。基于信號頻率合理選擇接地模式，信號頻率在0~1MHz內的，則一點接地法為合理選擇；若處于1~10MHz的頻率范圍，則單片機接地接口則需要和最近接地端連接起來；若處于10MHz以上的信號頻率，則一般利用多點接地模式。通常來說，應該選擇電阻不足于100Ω的接地線路，同時接地線路的截面面積一般在2mm2以上，保證接地處理的效果，提升單片機控制系統抗干擾的效果。

3 結語

通過上述分析可知，單片機作為一種有效的控制設備，單片機實際運行中，還存在多種對其正常運行帶來干擾的因素。在解決這些干擾因素的過程中，需要根據干擾來源，提出行之有效的抗干擾措施。近年來，隨著科學技術發展，在單片機設計制造中，引入更加先進的抗干擾技術，保證單片機元件的穩定性、可靠性。針對當前存在的干擾，需要從通信能力、人機互動能力加以研發，保證單片機種類更加齊全，提升其應用領域，為工業產品生產提供保障。