资料介绍
随着微型计算机的广泛应用,抗干扰技术愈来愈引起人们的重视,并且贯穿 于微机测控系统的设计、制造、安装以及运行的各个阶段。
全书分12章。主要内容包括:可靠性及抗干扰技术的基础知识;常用元器件的选用方法; 常用硬件、软件抗干扰原理及方法;微机测控系统中的主机单元、测量单元、D/A及A/D单 元 、输入/输出单元、键盘/显示单元的配置与抗干扰技术;最后介绍了电源及印制板的抗干扰 措施。
本书可供大专院校自动化、计算机应用、仪器仪表等有关专业师生,以及从事微机应用系统 设计、开发和维修的广大科技人员阅读。
第一章 可靠性与抗干扰技术概述
第二章 常用元件可靠性能与选择
第三章 硬件抗干扰技术原理与方法
第四章 主机单元配置与抗干扰技术
第五章 测量单元配置与抗干扰技术
第六章 D/A、A/D单元配置与抗干扰技术
第七章 数字信号传输通道的抗干扰措施
第八章 功率接口与抗干扰技术
第九章 键盘/显示单元配置与抗干扰技术
第十章 电源的干扰与抑制
第十一章 软件抗干扰原理与方法
第十二章 印刷电路板抗干扰措施
近年来,微机测控系统,特别是单片机在工业自动化、生产过程控制、智能化仪器仪表等领域的应用越来越深入和广泛,有效地提高了生产效率,改善了工作条件,大大提高了控制质量与经济效益。但是,测控系统的工作环境往往是比较恶劣和复杂的,其应用的可靠性、安全性就成为--个非常突出的问题。微机测控系统必须长期稳定、可靠地运行,否则将导致控制误差加大,严重时会使系统失灵,甚至造成巨大的损失。
影响测控系统可靠、安全运行的主要因素是来自系统内部和外部的各种电气干扰,以及系统结构设计、元器件选择、安装、制造工艺和外部环境条件等。这些因素对测控系统造成的干扰后果主要表现在下述几个方面。
1.数据采集误差加大
干扰侵人微机系统测量单元模拟信号的输入通道,叠加在有用信号之上,会使数据采集误差加大,特别是当传感器输出微弱信号时,干扰更加严重。
2.控制状态失灵
一般微机输出的控制信号较大,不易受到外界的干扰。但微机输出的控制信号常依据某些条件的状态输入信号和这些信号的逻辑处理结果。若这些输入的状态信号受到干扰,引入虚假状态信号,将导致输出控制误差加大,甚至控制失常。
3.数据受干扰发生变化
微机系统中,由于RAM存储器是可以读/写的,因此在干扰的侵害下,RAM中的数据有可能被窜改。在单片机系统中,程序及表格、常数存于程序存储器EPROM中,避免了这些数据受干扰破坏。但是,对于内RAM,外扩RAM中的数据都有可能受到外界干扰而变化。根据干扰窜入的途径受干扰数据的性质不同,系统受损坏的情况也不同。有的造成数据误差,有的使控制失灵,有的改变程序状态,有的改变某些部件(如定时器/计数器,串行口等)的工作状态等。例如, MCS-51系列单片机的复位端( RESET)没有特殊抗干扰措施时,千扰侵入该端口,虽然不易造成系统复位,但会使单片机内特殊功能寄存器(SFR)状态变化,导致系统工作不正常。又如,当程序计数器PC值超过芯片地址范围(当系统扩展小于64K),CPU获得虚假数据FFH时,对应执行“MOV R7, A”指令,造成工作寄存器R7内容变化。
4.程序运行失常
微机中程序计数器PC的正常工作,是系统维持程序正常运行的关键所在。但若外界干扰导致PC值的改变,破坏了程序的正常运行。由于受干扰后的PC值是随机的,因而导致程序混乱。通常的情况是程序将执行一。系列毫无意义的指令,最后进入“死循环”,这将使输出严重混乱或系统失灵。
由于存在干扰,如何保证和提高微机测控系统的可靠性和安全性,成为一个亟待解决的问题。这是因为:
(1)随着微型计算机在测控系统中的广泛应用,使用条件从环境优良的机房转向工厂、野外、水上、空中等复杂环境,其工作条件往往比较恶劣,导致计算机受干扰而出错的概率增加。
(2)随着微机功能的日益完善和运算速度的加快,其系统的组成日趋复杂,所使用的元器件增多,印刷电路板装配密度加大,这些都使测控系统发生故障的概率增大。
(3)随着工业自动化程度的提高和数字化、智能化仪器仪表的广泛采用,人们对计算机的依赖程度也越来越高,成为提高生产率和产品质量的重要技术手段。若计算机在运行中经常发生故障,轻则影响产品的质量和产量,重则可以导致事故,造成巨大的经济损失。
(4)随着计算机应用的迅速普及,操作人员一时难以全面、深入地了解和掌握复杂系统的各个环节。这就要求微机测控系统能自动防止和容许工作人员操作失误,而不至于产生严重的控制误差和系统发生故障。
综上所述,提高微机系统的可靠性、安全性,成为人们日益关心的课题。微机测控系统抗干扰技术的研究,就是在这种需求下产生的。人们在不断完善微机测控系统硬件配置过程中,分析系统受千扰的原因,探讨和提高系统的抗千扰能力,这不仅具有一定的科学理论意义,而且具有很高的工程实用价值。因此,微机测控系统抗干扰技术的研究和应用,已成为计算机应用技术中-一个十分重要的课题。
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