单片机控制系统的抗干扰措施探讨

米娟芳

摘要：在单片机发展的整个过程中来看，单片机的应用主要体现在机器设备以及工业化生产的过程中，单片机的使用环境在一定程度上并不是十分好，所以在严峻的环境下作业，单片机系统的运行与作业也会因环境而受到干扰。因此，在实际设计与运用单片机系统时，要避免一定的干扰因素，只有这样才能保证单片机系统的正常运行与作业。因此在单片机系统设计与使用中抗干扰是一个主要问题。本文主要从单片机的干扰源与设计要点、以及单片机系统防抗干扰措施二个方面展开分析。

关键词：单片机 控制系统 抗干扰措施

随着单片机系统的发展，单片机系统在智能仪表与生产过程控制与工业自动化生产中都发挥着很大的作用。其有效控制功能在这些使用过程中也得到了很好的利用。但是为了保证单片机控制系统在实际中的高效运用其安全性与可靠性是不能忽视的。但是我们都知道，单片机控制系统主要应用在工业化作业中，其环境条件可谓十分恶劣，因此，单片机控制系统的运行作经常会受到方方面面的干扰，比如电磁设备、电源波形等等，这些干扰因素在一定程度上会影响单片机控制系统高效性，但是严重时就会对单片机控制系统的硬件造成不可逆的损坏，因此干扰因素的存在无时无刻不在威胁着单片机控制系统的运行与发展，因此在设计单片机控制系统的设计时，一定要将这些干扰因素考虑在内，对单片机的控制系统进行改良，这样才能保证单片机控制系统的正常作业，在工业化制造与生产中才能发挥其优势。

1单片机控制系统干扰源分析

1.1单片机控制系统自身存在的干扰源

接下来我们主要对影响单片机控制系统的干扰源进行分析，首先就是其自身的因素，我们都知道，单片机控制系统的内部结构并不是一两根导线就能组装成的，其内部器件与线路的连接关系错综复杂，因此，若其中器件与线路的设计不当，那么这个因素就会成为影响其单片机控制系统的自身干扰源。那么其内部器件与线路设计不当造成的自然扰动被称为噪音。因此，对于单片机系统进行改良与设计时，一定要避免出现自身的因素。

1.2实际工作环境中的干扰源。

其次就是单片机控制系统在实际工作环境中受到的干扰，在实际工作中受到的干扰主要就是电磁干扰。上面有提到单片机控制系统的使用环境一般就是在工业生产作业中，其环境也比较恶劣，其环境中布满了磁场与电场，那么单片机控制系统在其中就比较容易受到磁场的干扰，所谓磁场干扰主要就是通过电场或者磁场扰乱单片机控制系统的正常运行，使其偏离最初设计好的工作功能。电场干扰源产生的途径主要就是电容的耦合，主要就是先通过干扰单片机控制系统的信号来进入控制系统，然途径后在通过系统本身导线来进行电容分布。而磁场的干扰主要就是互感性的耦合干扰，其干扰的途径主要也是通过干扰信号进入控制系统，然后通过控制系统内部的电路或者导线的互相感应进行干扰。因此，在设计单片机控制系统时，一定要避免这些干扰源的产生途径，并在设计时做好防范措施，阻止其干扰现象的出现。

2單片机控制系统硬件方面的抗干扰设计措施

2.1对电源干扰进行抑制

第一点防干扰措施就是对电源干扰进行抑制主要分为四个方面

（1）对电源的干扰一般会采取屏蔽措施，一是通过屏蔽电缆，其次就是在单片机控制系统内部进行屏蔽。在选择组装材料时，一定要选取隔离性较好的材料，对于电源的选取也要注意其优良性，然而动力线与信号线的设计也要合理，避免因自身因素造成干扰。其次就是电源的处理器与变压器的问题，这些部件的选材问题要十分注意，在进行组装屏蔽设备时，导电与导磁性较好的材料应该是首选。材料的选取在一定程度上是可以避免干扰。

（2）对电源的保护与调整，电源的波动问题会造成电压的“畸形”，从而会影响单片机控制系统的正常运行。单片机控制系统所使用的电源为+5v电源这种电源要经过多层次发滤波处理才能达到使用状况。其电源要采用集成电压经过调整器来进行调整以此来适应其交流电的波动与电压波动所带来的影响。对于电源的保护与调整让电源，让电源内部走线尽量采用平行走法，减少电源线受地的阻抗，因此做到减少噪声对单片机控制系统的干扰。

（3）第三点就是电源变压器的接地问题。对电源变压器选择不同的接地方式，对其干扰因素的抑制作用也会大不相同，因此选对正确的接地方式十分重要。在电源变压器接地选择的时候次级线圈是不能接地的，对于屏蔽层是否可以接地主要看是否为输入、出线是否为双绞线，这样的接地方式可以有效避免共模干扰的现象出现。除此之外，还可以选择安装一台隔离变压器，但是对其屏蔽层也有一定的要求，比如其变化要为I：I才能安装使用。这样就会减少单片机控制系统与地之间的干扰。最后，也可以在电源输入端串联一个LC滤波电路等等，这些都可以有效减轻干扰。

（4）变频器干扰的抑制。为了避免电源自身的传导干扰，一般都会在设备中安装一个隔离变压器来阻碍干扰。另外一个就是可以使用滤波器，由于滤波器自身有很强的抗干扰性，还能反抗干扰，就是防止自身的干扰再传导给其他设备，还有吸收功能等等，因此这个措施也最容易被采取。

2.2对布线结构进行优化

第二点措施就是对布线结构进行优化再进行布线与走线的时候，千万不能将强电流与弱电流布线在一起，一定分开布线，特别是在使用交流电的时候，要采用分槽布线，交流线的导线与直流电动的导线要分开来捆绑。这样便能够形成空间上的差异，减少干扰。

2.3对地线干扰的抑制

在单片机控制系统中，电网是直接被连入模拟地的，这样的连接方式会很容易就出现电网对控制系统的干扰。对于数字地来说，辐射作用也是比较大的，对于不同的信号频率也会有不同的接地方式，比如在1-IOMHz的信号频率就可以使用单点接地法，而对于大于IOMHz的信号频率理论上是要采用多点接地法的，在接地时，也不是随便就可以接地的，一定要采用正规、正确符合标准的接地线。所以一定要严格遵循与选择正确的接地方法，也是减少其干扰的有效方法之一。

2.4对光电进行隔离

对光电的隔离可以采取光电耦合器来处理信号的出入，可以利用发光二极管让单片机的控制系统的输入信号转变为光信号，然后再通过三极管变成电信号，这样处理通道的方法可以有效地抑制干扰，并且在抑制干扰的情况下还能够进行隔离。

但是要选择正确的接入点，只有接人点选择的正确，才是保证单片机控制系统正常运行的前提条件。接地的原因主要从两个方面考虑：第一就是安全;第二就是为了防止干扰。

关于单片机控制系统的接地方式主要有以下几种：①电源地，电源地一般就是指接入直流电;②信号地，是指输入端;③交流地，交流地就是供交流电的N线;④屏蔽地，屏蔽地就是指避免静电与磁场的干扰，接铜线的地。⑤最后一个就是保护地，保护地主要的作用就是预防漏电与保护由于漏电造成的人身安全问题。

3结束语

综上所述，我们提到了对单片机控制系统的干扰因素，并且也列出了一些列的防范措施，为了保证单片机控制系统的高效作业，我们仍需要提高防干扰的能力。因此就要结合单片机控制系统的硬件与软件的有效结合来抑制干扰以此来保证单片机控制系统的有效运作，也是保证单片机控制系统的持续发展的必经之路。

参考文献

[1]王娇杨晓雷，探究单片机控制系统抗干扰设计要点[J].实用科技，2014 （04）：189

[2]管力锐魏丽娜.单片机控制系统的抗干扰措施[J].信息技术教学与研究，2012 （43）：118