MCS51系列单片机软件抗干扰技术中的误区介绍

单片机中存在这样一种广泛流传的误解：在MCS-51系列单片机中，只要用指令使程序从起始地址开始执行，就可以复位单片机，摆脱干扰。通过一个简单的实验，揭示了软件复位的可靠方法。

　　有的单片机（如8098）有专门的复位指令，某些增强型MCS-51系统单片机虽然没有复位指令，但片内集成了WATCHDOG电路，故抗干扰也不成问题。而普及型MCS-51系列单片机（如8031和8032）既然无复位指令，又不带硬件WATCHDOS，如果没有外接硬件WATCHDOG电路，就必须采用软件抗干扰技术。常用的软件抗干扰技术有：软件陷阱、指令冗余、软件WATCHDOG等，它们的作用是在系统受干扰时能及时发现，再用软件的方法使系统复位。所谓软件复位就是用一系列指令来模仿复位操作，这就是MCS-51系列单片机所特有的软件复位技术。

　　现用一简单的实验说明，实验电路如附图所示。接于仿真插座P1.0的发光二极管LED0用来表示主程序的工作情况，接于P1。1的发光二极管LED1用于表示低级中断子程序的工作情况，接于P1。2的发光二极管LED2用来表示高级中断子程序的工作情况，接于P3。2口的按钮用来设立干扰标志，程序检测到干扰标志后故意进入死循环或掉进陷井，模仿受干扰的情况，从而检验各种复位方法的实际效果。寮验初始化程序如下：

ORG 0000H
STAT: LJMP MAIN 复位入口地址
LJMP PX0 按钮中断向量（低级中断）
ORG 000BH
LJMP PT0 t0中断向量（低级中断）
ORG 001BH
LJMP PT1 T1中断向量（高级中断）
ORG 0030H
MAIN：
CLR EA
MOV SP，#7
MOV P1，#0FFH
MOV P3，#0FFH
MOV TMOD，#11H
CLR 00H 干扰标志初始化
SETB ET0
SETB ET1
SETB EX0
SETB PT1
SETB TR0
SETB TR1
SETB EA
LOOP: CPL P1.0 主程序发光二极管LED闪烁
MOV R6,#80H
MOV R7,#0
TT1:
DJNZ R7,TT1
DJNZ R6,TT1
SJMP LOOP
PX0:
SETB 00H 设立干扰标志，模拟发生干扰
PT0: CPL P1.1 低级中断程序发光二极管LED1闪烁
RETI
PT1: CPL P1.2 高级中断程序发光二极管LED2闪烁
RETI
END

　　实验步骤如下：

　　1． 按上述程序启动执行，三个发光二极管都应闪烁（否则应先排除故障），表示主程序和各中断子程序正常。因模拟干扰标志未加检测，故不受按钮影响。

　　2． 修改主程序如下，按下按钮后主程序即掉入死循环中。
LOOP: CPL P1.0
MOV R6,#80H
MOV R7,#0H
TT1: DJNZ R7,TT1
DJNZ R6,TT1
JNB 00H,LOOP 受干扰否？
STOP： LJMP STOP 掉入死循环。
　　这时可以看到，主程序停止工作（LED0停止闪烁），而两个中断子程序继续运行（LED1和LED2继续闪烁）。

　　3． 将定时器T1妆作软件WATCHDOG，将30H单元用作软件WATCHDOG计数器。主程序中加入一条复位软件WATCHDOG的指令。

LOOP: CPL P1.0
MOV 30H,#0 复位软件WATCHDOG计数器
LOOP: CPL P1.0
MOV R6,#80H
MOV R7,#0H
TT1: DJNZ R7,TT1
DJNZ R6,TT1
JNB 00H,LOOP 受干扰否？
STOP： LJMP STOP 掉入死循环。

　　T1中断子程序修改如下：

PT1: CPL P1.2 高级中断程序发光二极管闪烁
INC 30H
MOV A,30H
ADD A,#0FDH
JC ERR 达到3次否？
RETI
ERR: LJMP STAT 软件WATCHDOG动作

　　当按下按钮前，程序正常运行（三个LED全闪）。按下按钮后，主程序能迅速恢复工作，但两个中断子程序被封锁，不再工作。过程如下：主程序检测到干扰后进入死循环，不能执行复位30H单元的操作，T1中断使30H不断增值，计数到3时，软件WATCHDOG执行动作，执行一条LJMP指令，使程序从头执行。MAIN过程中清除了干扰标志（表示干扰已经过去），使主程序迅速恢复工作。按理说MAIN过程中也重新设定了各个中断，并开放了它们，为什么中断不能恢复工作呢？这是因为中断激活标志的复位工作被遗忘了，因为它没有明确的位地址可供编程，直接转向0000H地址并不能完成真正的复位。软件复位是使用软件陷井和软件WATCHDOG后必须进行的工作，这时程序出错完全有可能发生中断子程序中，中断激活标志已置位，它将阻止同级中断响应。由于软件WATCHDOG是高级中断，它将阻止所有中断响应。由此可见，清除中断激活标志的得要性，很多文献的作者回为没有认识到这一点进入误区。