【正文】 B 口延 遲 1 m s顯 示 緩 沖 器 指 針 R 0 加 1( R 3 ) . 3 = 1 ?R 3 左 移 一 位返 回YN 圖 44 鍵盤中斷服務(wù)程序 33 5 抗干擾技術(shù)設(shè)計(jì) 單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)體積小 、價(jià)格低、功能靈活、使用方便，已在工業(yè)領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，單片機(jī)系統(tǒng)越來越受到人們的關(guān)注。單片機(jī)系統(tǒng)的可靠性是由多種的，其中系統(tǒng)的抗干擾性能的好壞是影響系統(tǒng)可靠性的重要因素。因此，研究抗干擾技術(shù)，對(duì)保證單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)穩(wěn)定 、可靠的工作是非常必要的。 一般把影響單片機(jī)測(cè)控系統(tǒng)正常工作的信號(hào)稱為噪音，又稱干擾。環(huán)境對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)得干擾一般都是以脈沖的形式進(jìn)入系統(tǒng)的，干擾竄入單片機(jī)的渠道主要有三條： 1．空間 干擾。 2．供電系統(tǒng)干擾。 3．過程通道干擾。 主要 抗干擾 技術(shù) [20] 提高單片機(jī)系統(tǒng)的技術(shù)措施有降低單片機(jī)的頻率，時(shí)鐘監(jiān)測(cè)電路、看門狗技術(shù)與低電壓復(fù)位技術(shù)等技術(shù)。 外時(shí)鐘是高頻的噪聲源，除能引起對(duì)本應(yīng)用系統(tǒng)的干擾之外，還可能產(chǎn)生對(duì)外界的干擾，使電磁兼容檢測(cè)不能達(dá)標(biāo)。在對(duì)系統(tǒng)可靠性要求很高的應(yīng)用系統(tǒng)中，選用頻率低的單片機(jī)是降低系統(tǒng)噪聲的原則之一。 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)鐘，當(dāng)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)時(shí)鐘停振時(shí)產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位信號(hào)以恢復(fù)系統(tǒng)時(shí)鐘，是單片機(jī)提高系統(tǒng)可靠性的措施之一。而時(shí)鐘監(jiān)控有效與省電指令 STOP 是一對(duì)矛盾。只能使用其 中之一。 看門狗技術(shù)是監(jiān)測(cè)應(yīng)用程序中的一段定時(shí)中斷服務(wù)程序的運(yùn)行狀況，當(dāng)這段程序不工作時(shí)判斷為系統(tǒng)故障，從而產(chǎn)生系統(tǒng)復(fù)位。 低電壓復(fù)位技術(shù)是監(jiān)測(cè)單片機(jī)電源電壓，當(dāng)電壓低于某一值時(shí)產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)。由于單片機(jī)技術(shù)的發(fā)展，單片機(jī)本身對(duì)電源電壓范圍的要求越來越寬。電源電壓從當(dāng)初的 5V 降至 并繼續(xù)下降到 、 、。在是否使用低電壓復(fù)位功能時(shí)應(yīng)根據(jù)具體應(yīng)用情況權(quán)衡一下。 提高單片機(jī)系統(tǒng)抗干擾能力的主要方法 提高單片機(jī)抗干擾能力的主要方法有接地，隔離與屏蔽和濾波。 接地指接大地，也稱作保護(hù) 地。為單片機(jī)系統(tǒng)提供良好的地線，對(duì)提高系統(tǒng)的抗干擾能力極為有益。特別是對(duì)有防雷擊要求的系統(tǒng)，良好 34 的接地至關(guān)重要。系統(tǒng)運(yùn)用一系列抗干擾元件，目的在于將雷擊、浪涌式干擾以及快脈沖群干擾去除，而去除的方法都是將干擾引入大地，如果系統(tǒng)不接地，或者雖有地線但接地電阻過大，則這些元件都不能發(fā)揮作用。為單片機(jī)供電的電源的地俗稱邏輯地，它們和大地的關(guān)系可以相通、浮空、或接一電阻，要視應(yīng)用場合而定。不能把地線隨便接在暖氣管子上。絕對(duì)不能把接地線與動(dòng)力線的火線、零線中的零線混淆。 典型的信號(hào)隔離是光電隔離。使用光電隔離器件將單 片機(jī)的輸入輸出隔離開，一方面使干擾信號(hào)不得進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)，另一方面單片機(jī)系統(tǒng)本身的噪聲也不會(huì)以傳導(dǎo)的方式傳播出去。屏蔽則是用來隔離空間輻射的，對(duì)噪聲特別大的部件，如開關(guān)電源，用金屬盒罩起來，可減少噪聲源對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)的干擾。對(duì)特別怕干擾的模擬電路，如高靈敏度的弱信號(hào)放大電路可屏蔽起來。而重要的是金屬屏蔽本身必須接真正地上。 濾波指各類信號(hào)按頻率特性分類并控制它們的方向。常用的有各種低通濾波器、高通濾波器、帶通濾波器。低通濾波器用在接入的交流電源線上，旨在讓 50HZ 的交流電順利通過，將其它高頻噪聲導(dǎo)入大地。低通 濾波器的配置指標(biāo)是插入損耗，選擇的低通濾波器插入損耗過低起不到抑制噪聲的作用，而過高的插入損耗會(huì)導(dǎo)致“漏電”，影響系統(tǒng)的人身安全性。高通、帶通濾波器則應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)中對(duì)信號(hào)的處理要求選擇使用。 印制電路板的設(shè)計(jì)對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)能否抗干擾非常重要。要本著盡量控制噪聲源、盡量減小噪聲的傳播與耦合，盡量減小噪聲的吸收這三大原則設(shè)計(jì)印制電路板和布線。當(dāng)你設(shè)計(jì)單片機(jī)用印制電路板時(shí)應(yīng)注意以下原則： ，單片機(jī)系統(tǒng)通?？煞秩齾^(qū)，即模擬電路區(qū) (怕干擾 )，數(shù)字電路區(qū) (即怕干擾、又產(chǎn)生干擾 )，功率驅(qū)動(dòng)區(qū)（干擾源） 。 、單點(diǎn)接地原則送電。三個(gè)區(qū)域的電源線、地線由該點(diǎn)分三路引出。噪聲元件與非噪聲元件要離得遠(yuǎn)一些。使用滿足系統(tǒng)要求的最低頻率的時(shí)鐘，時(shí)鐘產(chǎn)生器要盡量靠近用到該時(shí)鐘的器件。 ，時(shí)鐘線要盡量短，使用 45 度的折線布線，不要使用 90 度的折線，以減小高頻信號(hào)的發(fā)射。時(shí)鐘線垂直于 I/O 線比平行于 I/O 線干擾小，時(shí)鐘線要遠(yuǎn)離 I/O 線。每個(gè)集成電路要加一個(gè)去耦電容，要選高頻信號(hào)好的獨(dú)石電容式瓷片電容作去耦電容。去耦電容焊在印制電路板上時(shí)，引腳要盡量短。需要時(shí)，電源線、地線上 可加銅線繞制鐵氧用體而成的高頻扼流器件阻斷高頻噪傳導(dǎo)。 除了上述介紹的通過濾波器濾波外，對(duì)于隨機(jī)干擾，可以用數(shù)字濾波方法予以削弱或?yàn)V除。所謂數(shù)字濾波，就是通過一定的計(jì)算或判斷程序減少干擾信號(hào)中的比重，實(shí)際上它是一個(gè)程序?yàn)V波。數(shù)字濾波克服了 35 模擬濾波器的不足，它與模擬濾波器相比有以下優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字濾波是用程序?qū)崿F(xiàn)的，不需要增加設(shè)備，所以可靠性高、穩(wěn)定性好；數(shù)字濾波可以對(duì)頻率很低（如 ）的信號(hào)實(shí)行濾波，具有靈活、方便、功能強(qiáng)的特點(diǎn)。由于數(shù)字濾波具有以上優(yōu)點(diǎn)，所有數(shù)字濾波在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 6 結(jié)論 本設(shè)計(jì)主要完成以 AT89C51 為智能核心的太陽能熱水器中央控制器的硬件電路設(shè)計(jì)以及相應(yīng)的軟件設(shè)計(jì)。完成的工作主要包括 :根據(jù)系統(tǒng)的功能和相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)，完成了系統(tǒng)的整體硬件電路的設(shè)計(jì)；詳細(xì)闡述了系統(tǒng)中各主要部分之間的接口設(shè)計(jì)的具體思路以及相應(yīng)的電路原理圖，包括 AT89C51 控制單元各個(gè)接口之間的設(shè)計(jì)，并簡要闡述了如何提高系統(tǒng)的抗干擾問題。軟件部分主要討論了數(shù)據(jù)的采集處理以及各個(gè)中斷處理系統(tǒng)。 本系統(tǒng)的主要功能是對(duì)太陽能熱水器的水位檢測(cè)，溫度檢測(cè)并顯示，定時(shí)上水，報(bào)警電路以及顯示電路等。實(shí)現(xiàn)多任務(wù)融為 一體，成本比較低且實(shí)現(xiàn)起來簡單易行。本系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)簡單，軟件設(shè)計(jì)靈活，充分發(fā)揮了單片機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊、功 能強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，是一種電路設(shè)計(jì)新穎，操作方便的太陽能熱水器控制器 東北林業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 參考文獻(xiàn) [1] 張毅剛，彭喜元，姜守達(dá)，喬立巖 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì) .哈爾濱：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社， 2022 [2] 何立明 .MCS51 單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì) .北京 ：北京航天航空大學(xué)出版社， 1990 [3] 蔡惟錚 ， 吳建強(qiáng)主編 .常用電子元器件簡明手冊(cè) . 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 ， 1989 [4] 李振格等 .微機(jī)高級(jí)語言與匯編語言接口技術(shù)及和實(shí) 例 . 北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 1994 [5] 周航茲單片機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì) .北京：北京航天航空大學(xué)出版社， 1992 [6] 孫俊逸，盛秋林，張錚 .單片機(jī)原理及應(yīng)用 . 北京：清華大學(xué)出版社， 2022 [7] Intel,Microcontroller Handbook,1988 [8] Intel, Software Handbook, 1984 IN026msb21212220IN12723192418IN2282582615IN312714lsb2817IN42EOC7IN53ADDA25IN64ADDB24ADDC23IN75ALE22ref()16ENABLE9START6ref(+)12CLOCK10U5ADC0809X013X114X215X312X41X55X62X74X96X1011X1110X129X147X3X819X1320X1521A022A123A224A325C26INH27VEE28U3 4067X013X114X215X312X41X55X62X74X96X1011X1110X129X147X3X819X1320X1521A022A123A224A325C26INH27VEE28U4 4067EA/VP31X119X218RESET9RD17WR16INT012INT113T014T115P101P112P123P134P145P156P167P178P0039P0138P0237P0336P0435P0534P0633P0732P2021P2122P2223P2324P2425P2526P2627P2728PSEN29ALE/P30TXD11RXD10U689C51abfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpDS1DPY_7SEG_DPabfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpDS2DPY_7SEG_DPabfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpDS3DPY_7SEG_DPabfcgdeDPY1 2 3 4 5 6 7a b c d e f g8dpdpDS4DPY_7SEG_DP12A12A12A12A12A12A12A12A1 2A1 2A1 2A1 2A+5330*87407*87406*55.1k*4+5V+5VR1 +C510uF/16V12456U13A74ALS22D03Q02D14Q15D27Q26D38Q39D413Q412D514Q515D617Q616D718Q719OE1LE11U774LS373AD012PA021AD113PA122AD214PA223AD315PA324AD416PA425AD517PA526AD618PA627AD719PA728PB029CE8PB130RD9PB231WR10PB332IO/M7PB433ALE11PB534PB635PB736TMROUT6PC037PC138TMRIN3PC239PC31PC42RESET4PC55U88155H12374LS0212374LS0212U12A74LS0412U11A74LS041 23U13A74F3212A 74F0412A 74