【正文】 向符合信號(hào)傳輸特性；5）印制板電源入口處增加大、小容量電容濾除低、高頻電源干擾；6）在同一印制板上同一組電源不翻面走線，杜絕不同電源之間交叉互擾現(xiàn)象；7）所集成芯片供電引腳最近的地方設(shè)計(jì)去藕電容，能夠確保集成芯片可靠地工作；8）在模擬輸出通道上加裝調(diào)零電路，可有效地抑制輸出零漂；針對(duì)人—環(huán)境特性采取相應(yīng)的可靠性措施1）抗振設(shè)計(jì)：為了適應(yīng)強(qiáng)振動(dòng)環(huán)境，抗振設(shè)計(jì)已經(jīng)得到了普遍重視。也可借鑒工控計(jì)算機(jī)上采用的一些抗振設(shè)計(jì)措施，對(duì)器件的安裝方式進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，增強(qiáng)單片機(jī)系統(tǒng)的抗振能力。2） 插拔器件：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)中插拔器件較多，防止這類器件從插座脫落非常重要，除了選用性能較好的插座之外，可采取措施使器件與插座成為一起，如金屬卡，涂敷高溫硅橡膠等。3）系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)：為了適應(yīng)高溫環(huán)境，加裝保溫瓶和系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)是兩條有效途徑。在下井儀中應(yīng)用的單片機(jī)系統(tǒng)，安裝空間有限，散熱條件惡劣，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)、采用低功耗高集成度元器件的要求更為突出。所用 (01 及其它器件至少要達(dá)到軍品級(jí)，否則就無法正常工作。因此用最小系統(tǒng)完成所需功能就成為必然選擇。4）輻射效應(yīng)：微電子器件受到輻射后會(huì)引起表面翻轉(zhuǎn)及其相關(guān)的漏電流發(fā)生，航天和通訊領(lǐng)域應(yīng)用的839: 微波單片集成電路很好的解決了這一問題。目前，石油測(cè)井行業(yè)還未見輻射效應(yīng)影響系統(tǒng)可靠性的報(bào)道，但同類器件在石油測(cè)井行業(yè)應(yīng)用時(shí)，對(duì)輻射屏蔽應(yīng)有所考慮。 硬件系統(tǒng)的調(diào)試拿到電路板后，首先要檢查加工質(zhì)量，并確保沒有任何方面的錯(cuò)誤，如短路和斷路，尤其要避免電源短路；元器件在安裝前要逐一檢查，用萬用表測(cè)其數(shù)值，看是否與所用相同；完成焊接后，應(yīng)先空載上電（芯片座上不插芯片），并檢查各引腳的電位是否正確。若一切正常，方可在斷電的情況下將芯片插入，再次檢查各引腳的電位及其邏輯關(guān)系。將萬用表的探針放到單片機(jī)接電源的引腳上檢測(cè)一下，看是否符合要求。第4章 單片機(jī)軟件可靠性設(shè)計(jì) 軟件可靠性設(shè)計(jì)軟件是一種邏輯性系統(tǒng)元素，具有抽象性、嚴(yán)密性、智力性、持久性、易出錯(cuò)、須維護(hù)、難以度量等特征，軟件編制過程與人密切相關(guān)，錯(cuò)誤在所難免，并具有傳染性。問題是如何使軟件錯(cuò)誤減少到最少，出錯(cuò)以后又具有一定的診錯(cuò)容錯(cuò)能力。這是軟件可靠性設(shè)計(jì)必須解決的問題。圖41 軟件子系統(tǒng)人—環(huán)境特性示意圖？ 單片機(jī)系統(tǒng)軟件可靠性設(shè)計(jì)的途徑軟件設(shè)計(jì) 錯(cuò) 誤 是 造 成 軟 件 運(yùn) 行 不 可 靠 的 主 要 因素，但設(shè)計(jì)正確的軟件并不一定就能可靠運(yùn)行，因?yàn)檐浖谶\(yùn)行過程中還要受到來自內(nèi)外的各種干擾，為此單片機(jī)系統(tǒng)軟件可靠性設(shè)計(jì)主要有以下兩條途徑：1）提高軟件設(shè)計(jì)的正確性；2）針對(duì)人—環(huán)境特性采取相應(yīng)的可靠性措施。 提高軟件設(shè)計(jì)的正確性途徑？1）認(rèn)真設(shè)計(jì)：在明確單片機(jī)系統(tǒng)各組成部分硬件地址的基礎(chǔ)上，深刻領(lǐng)會(huì)匯編語言指令的功能及其對(duì)機(jī)器狀態(tài)字的影響，正確劃分片內(nèi)的功能，認(rèn)真細(xì)致的編寫系統(tǒng)軟件。在編寫過程中可借鑒軟件工程的一些具體作法，如按照信息流向逐級(jí)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)流圖，編寫程序時(shí)盡量增加注釋語句，同時(shí)編寫好軟件文檔，使程序易懂透明，增強(qiáng)軟件的可讀性和可維護(hù)性。2）合理安排中斷：根據(jù)系統(tǒng)特點(diǎn)合理安排中斷所完成的功能及中斷的優(yōu)先級(jí)，中斷現(xiàn)場(chǎng)的保護(hù)和恢復(fù)，避免中斷沖突，對(duì)于系統(tǒng)運(yùn)行非常重要。3）模塊化結(jié)構(gòu)：根據(jù)系統(tǒng)功能將軟件分成若干個(gè)模塊，這樣不但編程思路清楚，不易出錯(cuò)而且也便于閱讀和調(diào)試。4）恰當(dāng)安排軟件陷阱：軟件在運(yùn)行過程中可能出現(xiàn)失控 現(xiàn) 象，例 如 受 到 3333 4 4 4 干 擾 或 程 序 飛 逸 到3333 4 4 4 非程序區(qū)，這時(shí)就會(huì)錯(cuò)誤的執(zhí)行 56 +7，,指令，造成 +7 內(nèi)容錯(cuò)誤變化。因此在未使用的向量、非程序區(qū)、程序斷裂點(diǎn)、編程應(yīng)用到 +7 的重要程序段埋設(shè)軟件陷阱，以捕捉飛逸的程序。5）恰當(dāng)采用指令冗余技術(shù)：在不影響實(shí)時(shí)性的前提下，同一指令的反復(fù)執(zhí)行，或用三選二策略進(jìn)行判決，有利于消除偶然干擾，提高軟件運(yùn)行的可靠性。6）軟件消抖措施：按鍵操作中的意外抖動(dòng)經(jīng)常發(fā)生，為了消除不利影響，在鍵處理程序中，采用延時(shí)再判的方法，能夠保證人機(jī)對(duì)話可靠進(jìn)行。7）應(yīng)用直接地址：對(duì)固定寄存器區(qū)的寄存器 +@，用代號(hào)不如用直接地址來得可靠，因此在軟件設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量采用直接地址，避免發(fā)生誤傳遞。8）應(yīng)用數(shù)字濾波技術(shù)：在參數(shù)測(cè)量中，為了消除隨機(jī)干擾，經(jīng)常采用數(shù)字濾波技術(shù)。比如對(duì)核測(cè)井信號(hào)采用加權(quán)平滑消除高斯噪聲；對(duì)井溫信號(hào)采用中值濾波，或程序判斷濾波，對(duì)于明顯超出正常取值范圍的數(shù)據(jù)予以剔除，從而提高采樣的可信度。9）軟件容錯(cuò)設(shè)計(jì)：軟件容錯(cuò)設(shè)計(jì)是一個(gè)困難的話題，因?yàn)樗枰私飧黝愜浖e(cuò)誤形態(tài)，進(jìn)而決定具體的容錯(cuò)算法。對(duì)單片機(jī)系統(tǒng)而言，可采取一些簡(jiǎn)單的容錯(cuò)處理，如對(duì)于一些重要參數(shù)的輸入，要求用戶兩次確認(rèn)；對(duì)于非法的參數(shù)輸入，單片機(jī)將自動(dòng)復(fù)位。 調(diào)試與功能說明單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的調(diào)試包括硬件和軟件兩部分，但是他們并不能完全分開。一般的方法是排除明顯的硬件故障，再進(jìn)行綜合調(diào)試，排除可能的軟/硬件故障。 軟件調(diào)試問題及解決軟件程序的調(diào)試一般可以將重點(diǎn)放在分模塊調(diào)試上，統(tǒng)調(diào)是最后一環(huán)。軟件調(diào)試可以采取離線調(diào)試和在線調(diào)試兩種方式。前者不需要硬件仿真器，可借助于軟件仿真器即可；后者一般需要仿真系統(tǒng)的支持。本次課題，Keil軟件來調(diào)試程序，通過各個(gè)模塊程序的單步或跟蹤調(diào)試，使程序逐漸趨于正確，最后統(tǒng)調(diào)程序。仿真部分采用protus 6 professional軟件，此軟件功能強(qiáng)大且操作較為簡(jiǎn)單，可以很容易的實(shí)現(xiàn)各種系統(tǒng)的仿真。首先打開protus 6 professional軟件，在元件庫中找到要選用的所有元件，然后進(jìn)行原理圖的繪制；繪制好后再選擇wave6000已經(jīng)編譯好的*.hex文件，選擇運(yùn)行，觀察顯示結(jié)果，根據(jù)顯示的結(jié)果和課題的要求再修改程序，再運(yùn)行查，直到滿足要求。參考文獻(xiàn)[1]《51系列單片機(jī)高級(jí)實(shí)例開發(fā)指南》李軍 北京航空航天大學(xué)出版社[2]《MCS—51/96系列單片機(jī)原理及應(yīng)用》孫涵芳 北京航空航天大學(xué)出版社 [3]《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 歐陽斌林 中國水利水電出版社[4]《電子技術(shù)基礎(chǔ)》 許熙文 高等教育出版社[5]《電路基本分析》石生 高等教育出版社[6] [M].重慶大學(xué)出版社，2011.[7]馮如只,[J]。,9:2324. 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IEEE International Symposium on Circuits and Systems. 1994致謝首先衷心地感謝我的導(dǎo)師。本文從選題到完成，從理論上的探討到實(shí)際問題的解決，無處不飽含著老師的心血。老師的悉心指導(dǎo)和建議給了我極大的幫助和支持，使我受益匪淺，在此論文完成之際，謹(jǐn)向老師致以深深的謝意和崇高的敬意。我在這一次單片機(jī)可靠性設(shè)計(jì)過程中，受益匪淺。通過對(duì)自己在大學(xué)四年時(shí)間里所學(xué)的知識(shí)的回顧，并充分發(fā)揮對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解和對(duì)畢業(yè)設(shè)計(jì)的思考，最終完成了。這為自己今后進(jìn)一步深化學(xué)習(xí)，積累一定寶貴的經(jīng)驗(yàn)。撰寫論文的過程也是專業(yè)知識(shí)的一部分，一個(gè)學(xué)習(xí)的過程，它使我運(yùn)用已有的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)其進(jìn)行設(shè)計(jì)，分析和解決實(shí)際問題的能力。通過這次設(shè)計(jì)我發(fā)現(xiàn)，只有理論水平提高了，才能夠?qū)旧系闹R(shí)與實(shí)踐相互結(jié)合，理論知識(shí)服務(wù)于實(shí)踐，以增強(qiáng)自己的動(dòng)手能力。這個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)十分有意義，我獲得很深刻的經(jīng)驗(yàn)。通過這次的設(shè)計(jì)，我們知道了理論和實(shí)際的距離，也知道了理論和實(shí)踐相互結(jié)合的重要性，也從中得到了很多書上無法得知的知識(shí)。