基于单片机的节能照明控制器的设计[3]

　　4.3 软件抗干扰技术

　　1.数据采集误差的软件对策

　　(1)用软件滤波算法，可滤掉大部分由输入信号干扰而引起的输出控制错误。最常用的方法有算术平均值法、比较舍取法、中值法、一阶递推数字滤波法。具体选取何种方法，必须根据信号的变化规律选择。对开关量采用多次采集的办法来消除开关的抖动。

　　(2)关键数据可使用软件冗余技术，即给数据增加一定的冗余位，以实现数据的检错和纠错功能。常用的方法有：奇偶校验，海明码和循环码校验。

　　2.程序运行失控的软件对策

　　对于程序运行失常的软件对策，主要是发现失常状态并及时将系统引导到初始状态。

　　(1)指令冗余。对MCS-51系列单片机，大部分指令为单字节，当出错的程序落到其上时，出错的程序可自动纳入正轨;当落到多字节指令的操作数时，程序将继续出错，所以在关键的对程序的流向起决定性的指令之前插入两条NOP指令，以使被弹飞的指令恢复正轨。

　　(2)设置程序指针陷阱。软件陷阱将出错的程序捕获并强行引入出错处理的程序，软件陷阱可安排在四个地方：①未使用的中断向量区，干扰可使未使用的中断开放并激活中断，在这些地方设置软件陷阱就能及时捕获到错误中断。②未使用的ROM空间，在其中每隔一段设置一个陷阱，可将弹飞至该区域的出错程序捕获。③表格，储存在EPROM中的表格后安排软件陷阱，可在一定程度上防止软件弹飞。④程序区，一般程序中不能任意安排软件陷阱，但是在正常程序中会有一些跳转指令，在这些指令后使用软件陷阱可捕获到弹飞到跳转指令的操作数上的出错程序。

　　(3)使用程序监视跟踪定时器。程序监视跟踪定时器即Watchdog，在单片机抗干扰设计中使用非常广泛，各大器件生产商提供了不同功能的芯片，如Maxim的MX760、MX813,IMP的IMP690A1692AL是用于微处理器系统的电源监视和控制电路，可为CPU提供复位信号、看门狗监视、备用电池自动切换及电源失效监视。除上/掉电条件下为微处理器提供复位外，这些器件还具有备用电池切换功能。利用watchdog和软件的配合使用可大大提高系统的抗干扰能力。

　　(4)使用实时嵌入式操作系统(RTOS)。操作系统首先建立多个实时任务并初始化，各个任务在操作系统的调度下运行，若某一任务由于干扰而运行失常，操作系统可将该任务强制退出并让出CPU控制权，根据故障情况进行处理。使用RTOS可减小系统的复位次数，提高抗干扰能力。

编辑：Cedar