范立南李雪飛編著機械工業出版社計算機控制技術第7章計算機控制系統的可靠性與抗干擾技術第7章計算機控制系統的可靠性與抗干擾技術7.1可靠性與抗干擾技術概述7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術7.4計算機控制系統的軟件抗干擾技術7.1可靠性與抗干擾技術概述7.1.1干擾竄入計算機控制系統的主要途徑干擾竄入計算機控制系統的主要途徑如圖7-1所示。（1）空間感應；（2）過程通道竄入的干擾；（3）電源系統竄入的干擾（4）地電位波動竄入的干擾；（5）反射波干擾。圖7-1干擾竄入單片機系統主要途徑示意圖7.1可靠性與抗干擾技術概述（1）串模干擾是指串聯于信號回路之中的干擾。其表現形式如圖7-2所示。圖7-2串模干擾示意圖7.1可靠性與抗干擾技術概述其中Vs為信號源，Vn為疊加在Vs上的串聯干擾信號。干擾可能來自信號源內部如圖7-2（a）所示，也可能來自鄰近的導線（干擾線）如圖7-2（b）所示，如果鄰近的導線（干擾線）中有交變電流Ia流過，那么由Ia產生的電磁干擾信號就會通過分布電容C1和C2的耦合，引入A/D轉換器的輸入端。7.1可靠性與抗干擾技術概述（2）計算機控制系統中，被控對象往往比較分散，一般都有很長的引線將現場信號源、信號放大器、主機等連接起來。引線長在幾十米以至幾百米，兩地之間往往存在著一個電位差Vc，如圖7-3所示。這個Vc對放大器產生的干擾，稱為共模干擾。圖7-3共模干擾示意圖7.1可靠性與抗干擾技術概述5．反射波的干擾電信號（電流、電壓）在沿導線傳輸過程中，由于分布電容、電感和電阻的存在，導線上各點的電信號并不能馬上建立，而是有一定的滯后，離起點越遠，電壓波和電流波到達的時間越晚。這樣，電波在線路上以一定的速度傳播開來，從而形成行波。如果傳輸線的終端阻抗與傳輸線的波阻抗不匹配，那么當入射波到達終端時，便會引起反射。同樣，反射波到達傳輸線始端時，如果始端阻抗也不匹配，也會引起新的反射。這種信號的多次反射現象，使信號波形嚴重地畸變，并且引起干擾脈沖。7.1可靠性與抗干擾技術概述7.1.2干擾的耦合方式耦合是指電路與電路之間的電的聯系，即一個電路的電壓或電流通過耦合，使得另一個電路產生相應的電壓或電流。耦合起著電磁能量從一個電路傳輸到另一個電路的作用。干擾的耦合方式主要有以下幾種形式。1．直接耦合方式直接耦合又稱為傳導耦合，是干擾信號經過導線直接傳導到被干擾電路中而造成對電路的干擾。它是干擾源與敏感設備之間的主要干擾耦合途徑之一。7.1可靠性與抗干擾技術概述2．公共阻抗耦合方式公共阻抗耦合是當電路的電流流經一個公共阻抗時，一個電路的電流在該公共阻抗上形成的電壓就會對另一個電路產生影響。公共阻抗耦合是噪聲源和信號源具有公共阻抗時的傳導耦合。3．電容耦合方式電容耦合又稱靜電耦合或電場耦合，是指電位變化在干擾源與干擾對象之間引起的靜電感應。計算機控制系統電路的元件之間、導線之間、導線與元件之間都存在著分布電容，如果一個導體上的信號電壓（或噪聲電壓）通過分布電容使其他導體上的電位受到影響，這樣的現象就稱為電容性耦合。7.1可靠性與抗干擾技術概述6．漏電耦合方式漏電耦合是電阻性耦合方式。當相鄰的元件或導線間的絕緣電阻降低時，有些電信號便通過這個降低了的絕緣電阻耦合到邏輯元件的輸入端而形成干擾。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術7.2.1過程通道干擾的抑制1．光電隔離光電隔離是由光電耦合器來完成的。光電耦合器的結構如圖7-4所示。圖7-4光電耦合器結構7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術采用光電耦合器可以切斷主機與過程通道以及其他主機部分電路的電聯系，能有效地防止干擾從過程通道串入主機，如圖7-5所示。圖7-5光電隔離基本配置7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術在傳輸線較長、現場干擾十分強烈時，通過光電耦合器將長線完全“浮置”起來，如圖7-6所示。圖7-6長線傳輸光電耦合浮置處理7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術2．繼電器隔離繼電器的線圈和觸點之間沒有電氣上的聯系，因此，可利用繼電器的線圈接受電氣信號，從而避免強電和弱電信號之間的直接接觸，實現了抗干擾隔離，常用于開關量輸出，以驅動執行機構，如圖7-7所示。圖7-7繼電器隔離7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術3．變壓器隔離脈沖變壓器可實現數字信號的隔離。圖7-8所示電路外部的輸入信號經RC濾波電路和雙向穩壓管抑制常模噪聲干擾，然后輸入脈沖變壓器的一次側。為了防止過高的對稱信號擊穿電路元件，脈沖變壓器的二次側輸出電壓被穩壓管限幅后進入計算機控制系統內部。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術4．采用雙絞線作信號線使雙絞線中一根用作屏蔽線，另一根用作信號傳輸線，這樣可以抑制電磁感應干擾。在使用過程中，把信號輸出線和返回線兩根導線擰和，其扭絞節距與該導線的線徑有關。線徑越細，節距越短，抑制感應噪聲的效果越明顯。實際上，節距越短，所用的導線長度就越長，從而增加了導線的成本。一般節距以5cm左右為宜。表7-1列出了雙絞線節距與噪聲衰減率的關系。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術表7-1雙絞線的節距與噪聲衰減率導線節距/cm噪聲衰減率抑制噪聲效果/dB空氣中平行導線—1:10雙絞線1014:123雙絞線7.571:137雙絞線5112:141雙絞線2.5141:143鋼管中平行導線—22:1277.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術在數字信號的長線傳輸中，除了對雙絞線的接地與節距有一定要求外，根據傳送的距離不同，雙絞線使用方法也不同。圖7-10所示為傳送的距離不同時，雙絞線的不同使用方法。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術7.2.2反射波干擾的抑制影響反射波干擾的因素有兩個：其一是信號頻率，傳輸信號頻率越高，越容易產生反射波干擾，因此在滿足系統功能的前提下，盡量降低傳輸信號的頻率；其二是傳輸線的阻抗，合理配置傳輸線的阻抗，可以抑制反射波干擾或大大削弱反射次數。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術1．傳輸線的特性阻抗Rp的測定根據反射理論，當傳輸線的特性阻抗Rp與負載電阻R相等（匹配）時，將不發生反射。特性阻抗的測定方法如圖7-12所示。調節可變電阻R，當R=Rp時，A門的輸出波形畸變最小，反射波幾乎消失，這時的R值可以認為該傳輸線的特性阻抗Rp。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術（3）終端并聯隔直阻抗匹配如圖7-13（c）所示。把電容C串入匹配電路中，當C較大時，其阻抗接近于零，只起隔直流作用，不會影響阻抗匹配，只要使R=Rp就可以了。它不會引起輸出高電平的降低，故增加了高電平的抗干擾能力。（4）終端鉗位二極管匹配如圖7-13（d）所示。利用二極管D把B門輸入端低電平鉗位在0.3V以下，可以減少波的反射和振蕩，提高動態抗干擾能力。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術圖7-13傳輸線的阻抗匹配法7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術3．輸入/輸出驅動法如圖7-14所示，當A點為低電平時，電壓波從B向A傳輸。由于此時驅動器SN7406的輸出呈現近于零的低阻抗，反射信號一到達該門的輸出端就有相當部分被吸收掉，只剩下很少部分繼續反射。這就是說，由于反射信號遇到的是低阻抗，它的衰減速度很快，反射能力大大地減弱了。當A點為高電平時，發送器T1的輸出端對地阻抗很大，可視為開路。為了降低接收器T2的輸入阻抗，接入一個負載電阻R＝1kΩ，這樣大大削弱了反射波的干擾。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術圖7-14應用雙驅動器的反射波抑制方法7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術4．降低輸入阻抗法如圖7-15所示，當驅動器輸出低電平時，A點對地阻抗很低；當驅動器輸出高電平時，B點對地阻抗也很低。由此可見，無論是輸出高電平還是低電平，反射波都將很快衰減。圖7-15降低輸入電阻的反射波抑制方法7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術5．光電耦合器如圖7-16所示，該方法除了有效抑制反射波干擾外，還有效地實現了信號的隔離。圖7-16光電耦合器的反射波抑制方法7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術7.2.3空間干擾的抑制抗空間干擾的主要措施就是采取屏蔽措施。屏蔽是指用屏蔽體把通過空間進行電場、磁場或電磁場耦合的部分隔離開來，隔斷其空間場的耦合通道。良好的屏蔽是和接地緊密相連的，因而可以大大降低噪聲耦合，取得較好的抗干擾效果。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術圖7-17所示為一種浮空—保護屏蔽層—機殼接地方案。圖7-17浮空—保護屏蔽層—機殼接地方案7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術這種方案的特點是將電子部件外圍附加保護屏蔽層，且與機殼浮空；信號采用三線傳輸方式，即屏蔽電纜中的兩根芯線和電纜屏蔽外皮線；機殼接地。圖中信號線的屏蔽外皮A點接附加保護屏蔽層的G點，但不接機殼B。假設系統采用差動測量放大器，信號源信號采用雙芯信號屏蔽線傳送，r3為電纜屏蔽外皮的電阻，Z3為附加保護屏蔽層相對機殼的絕緣電阻，Z1、Z2為二信號線對保護層的阻抗，則有（7-2）7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術7.2.4RAM數據掉電保護由于+5V電源掉電后，電壓下降有個過程，CPU在此過程中會失控，誤發出寫信號而沖失RAM中數據。因此，僅有電池是不可能有效完成數據保護的，還需對片選信號加以控制，當電源電壓下降到一定程度時，使端信號無效。如圖7-18所示為利用4060開關實現的RAM掉電保護電路。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術圖7-18中，仔細調節圖中R1、R2兩個電阻的值，使電壓小于等于4.5V時就使開關斷開，線上拉至“1”，這樣，RAM中的數據就不會沖失；當電壓大于4.5V時，4060開關應接通，使RAM能正常進行讀寫。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術圖7-19所示電路為另一種RAM掉電保護電路。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術系統在正常工作時，+5V電源除了給6264提供電源以外，同時也給電池BAT供電；當系統電源掉電時將由電池BAT給SRAM供電。只要在上電和斷電期間保證使CE2立即變為低電平，或立即變為高電平就可以使SRAM中的數據保持不變。在圖中上電時，系統電源對C1進行充電，在此期間，CE2的輸入要經過一定的延時后才能變為高電平，同時，由于6264的電源端VCC的電位也是由系統電源對C2充電來建立的，這就保證了在上電時SRAM處于寫禁止狀態。在系統電源掉電瞬間，U1的輸入立刻變低，而端為高電平，從而禁止對SRAM進行寫入。同時C1也通過VD2和R2放電從而使CE2的電平變低。因此，在掉電瞬間和掉電后，SRAM也處于禁止狀態。7.2計算機控制系統的硬件抗干擾技術一個完善的保護電路，必須具備以下功能：①掉電時在CPU的失效電壓到達以前，存儲器的寫信號線應被封鎖。CPU失效電壓約在4.5~4.65V之間。②在存儲器失效電壓到達以前，備用電池應立即接替供電。③在掉電保護期間，電池電壓不得低于存儲器電壓。④上電時，電壓升到存儲器有效工作電壓以上時才允許電源接替電池供電。⑤電源電壓升到CPU有效工作電壓以上，且CPU已處在穩定狀態時，才允許將存儲器的寫信號線開鎖。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術7.3.1計算機控制系統的接地技術接地的目的有兩個，一是保護計算機、電器設備和操作人員的安全。二是為了抑制干擾，使計算機工作穩定。1．接地的種類通常接地可分為工作接地和保護接地兩大類。保護接地主要是為了避免操作人員因設備的絕緣損壞或下降時遭受觸電危險和保證設備的安全。工作接地則主要是為了保證計算機控制系統穩定可靠地運行，防止地環路引起的干擾。在計算機控制系統中，大致有交流地、系統地、安全地、數字地（邏輯地）和模擬地等幾種。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術（1）交流地交流地是計算機交流供電電源地，即動力線地。它的地電位很不穩定。（2）系統地為了給各部分電路提供穩定的基準電位而設計的，是指信號回路的基準導體（如控制電源的零電位）。這時的所謂接地是指將各單元，裝置內部各部分電路信號返回線與基準導體之間的連接。對這種接地的要求是盡量減小接地回路中的公共阻抗壓降，以減小系統中干擾信號公共阻抗耦合。（3）安全地其目的是使設備機殼與大地等電位，以避免機殼帶電而影響人身及設備安全。通常安全地又稱為保護地或機殼地，機殼包括機架、外殼、屏蔽罩等。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術（4）數字地作為計算機控制系統中各種數字電路的零電位，應該與模擬地分開，避免模擬信號受數字脈沖的干擾。（5）模擬地作為傳感器、變送器、放大器、A/D轉換器和D/A轉換器中模擬地的零電位，模擬信號有精度要求，有時信號比較小，而且與生產現場連接。因此，必須認真地對待模擬地。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術2．輸入系統的接地（1）數字地與模擬地要分開。（2）單點接地與多點接地的選擇。在低頻電路中，信號的工作頻率小于1MHz時，它的布線和元器件間的電感影響小，屏蔽線采用一點接地；但信號工作頻率大于10MHz時，地線阻抗變得很大，此時，應采用就近多點接地法。（3）傳感器、變送器和放大器等通常采用屏蔽罩，而信號的傳送往往使用屏蔽線。對于這些屏蔽層的接地應該遵循單點接地原則。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術（4）接地線要盡量加粗。應將接地線加粗，使它能通過三倍于印刷電路板上的允許電流，如有可能，接地用線在2~3mm以上為宜。（5）交流地絕對不允許與其他幾種地相連，而且交流電源變壓器的絕緣性能要好，絕對避免漏電現象。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術3．主機系統的接地（1）全機單點接地主機地與外部設備地連接后，采用單點接地，如圖7-20所示。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術（2）主機外殼接地、機芯浮空將主機外殼作為屏蔽罩接地，把機內器件架與外殼絕緣，絕緣電阻大于50MΩ，即機內信號地浮空，如圖7-21所示。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術（3）多機系統的接地在計算機網絡系統中，多臺計算機之間相互通信，資源共享。近距離的幾臺計算機安裝在同一機房內，可采用類似圖7-20那樣的多機單點接地方法。對于遠距離的多臺計算機之間的數據通信，通過隔離的辦法把地分開。如變壓器隔離技術、光電隔離技術和無線電通信技術。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術7.3.2計算機控制系統的電源保護技術1．計算機控制系統的一般保護措施（1）采用交流穩壓器當電網電壓波動范圍較大時，應使用交流穩壓器。這也是目前最普遍采用的抑制電網電壓波動的方案，保證220VAC供電。（2）采用電源濾波器交流電源引線上的濾波器可以抑制輸入端的瞬態干擾。直流電源的輸出也接入電容濾波器，以使輸出電壓的紋波限制在一定范圍內，并能抑制數字信號產生的脈沖干擾。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術（3）電源變壓器采取屏蔽措施利用幾毫米厚的高導磁材料將變壓器嚴密的屏蔽起來，以減小漏磁通的影響。（4）采用分布式獨立供電整個系統不是統一變壓、濾波、穩壓后供各單元電路使用，而是變壓后直接送給各單元電路的整流、濾波、穩壓。這樣可以有效地消除各單元電路間的電源線、地線間的耦合干擾，又提高了供電質量，增大了散熱面積。（5）分類供電方式把空調、照明、動力設備分為一類供電方式，把計算機及其外設分為一類供電方式，以避免強電設備工作時對計算機系統的干擾。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術2．電源異常的保護措施（1）采用靜止式備用交流電源當交流電網出現故障時，利用備用交流電源能夠及時供電，保證系統安全可靠地運行。（2）采用不間斷電源UPS不間斷電源UPS的基本結構分為兩大類：一部分是將交流市電變為直流電的整流/充電裝置，另一部分是把直流電再度轉變為交流電的PWM逆變器。UPS電源按其操作方式可分為后備式和在線式的UPS電源。7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術①后備式UPS電源的原理圖如圖7-22所示。圖7-22后備式UPS電源方框圖7.3計算機控制系統的接地和電源保護技術②在線式UPS電源的原理圖如圖7-23所示。圖7-23在線式UPS電源框圖7.4計算機控制系統的軟件抗干擾技術7.4.1指令冗余技術所謂指令冗余技術是指在程序的關鍵地方人為地加入一些單字節指令NOP，或將有效單字節指令重寫，當程序“跑飛”到某條單字節指令上，就不會發生將操作數當作指令來執行的錯誤，使程序迅速納入正軌。常用的指令冗余技術有兩種：NOP指令的使用和重要指令冗余。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾技術1．NOP指令的使用通常是在雙字節指令和3字節指令之后插入兩個單字節NOP指令。這樣，即使因為“跑飛”使程序落到操作數上，由于兩個空操作指令NOP的存在，不會將其后的指令當操作數執行，從而使程序納入正軌。通常，一些對程序流向起重要作用的指令（如RET、RETI、ACALL、LCALL、LJMP、SJMP、JZ、JNZ、JC、JNC、JB、JBC、DJNZ等）和某些對系統工作狀態起重要作用的指令（如SETB等）的前面插入兩條NOP指令，以保證跑飛的程序迅速納入軌道，確保這些指令的正確執行。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾技術2．重要指令冗余通常在那些對于程序流向起決定作用或對系統工作狀態有重要作用的指令的后邊（如前文所列舉的一些指令），可重復寫上這些指令，以確保這些指令的正確執行。值得注意的是：雖然加入冗余指令，能提高軟件系統的可靠性，但卻降低了程序的執行效率，所以在一個程序中，“指令冗余”不能過多，否則會降低程序的執行效率。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾技術7.4.2軟件陷阱技術若“跑飛”的程序進入非程序區（如EPROM未使用的空間或某些數據表格區），則采用指令冗余技術就不能使“跑飛”的程序恢復正常，這時可以設定軟件陷阱。1．軟件陷阱所謂軟件陷阱，就是當PC失控，造成程序“亂飛”而進入非程序區時，在非程序區設置一些攔截程序，將失控的程序引至復位入口地址0000H或處理錯誤程序的入口地址ERR，在此處將程序轉向專門對程序出錯進行處理的程序，使程序納入正軌。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾軟件陷阱可以采用3種形式如表7-2所示。程序形式軟件陷阱形式對應入口形式形式之一NOPNOPLJMP0000H0000H:LJMPMAIN;運行程序┆形式之二LJMP0202HLJMP0000H0000H:LJMPMAIN;運行主程序┆0202H:LJMP0000H┆形式之三LJMPERRERR：……；錯誤處理程序┆7.4計算機控制系統的軟件抗干擾2．軟件陷阱的安排（1）未使用的中斷向量區80C51單片機的中斷向量區為0003H～002FH，當未使用的中斷因干擾而開放時，在對應的中斷服務程序中設置軟件陷阱，就能及時截獲錯誤的中斷。在中斷服務程序中返回指令用RETI也可以用LJMP。比如：某系統未使用兩個外部中斷和，它們的中斷服務子程序入口地址分別為SINT0和SINT1。在系統未使用的中斷由于干擾而誤開中斷時，則可以在對應的中斷服務程序中，首先彈出錯誤的斷點，然后使程序無條件跳轉到主程序的入口0000H處重新開始執行，而不是用RETI指令返回到錯誤的斷點處。其軟件陷阱程序如下：7.4計算機控制系統的軟件抗干擾 ORG 0000H0000H START: LJMPMAIN ；引向主程序入口 ORG 0003H LJMPSINT0 ；中斷服務程序入口 ORG0013H LJMPSINT1 ；中斷服務程序入口 ORG0080H0080H MAIN:…… ；主程序 ┆ SINT0: NOP NOP POPdirect1 ；將斷點彈出堆棧區 POPdirect2 LJMP0000H ；轉到0000H處

7.4計算機控制系統的軟件抗干擾 SINT1: NOP NOP POPdirect1 ；將原先的斷點彈出 POPdirect2 PUSH00H ；斷點地址改為0000H PUSH00H RETI注：中斷服務程序中的direct1和direct2為主程序中非使用單元。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾（2）未使用的EPROM空間對于未使用完的EPROM空間，即其內容為0FFH，0FFH對于80C51單片機來說是一條單字節指令“MOVR7,A”。如果程序“跑飛”到這一區域，則將順利向下執行，不再跳躍（除非又受到新的干擾），因此在非程序區內用0000020000或0數據填滿。注意，最后一條填入數據必須為020000。當“亂飛”程序進入此區后，讀到的數據為0202H，這是一條轉移指令，使PC轉入0202H入口，在主程序0202H設有出錯處理程序，或轉到程序的入口地址0000H執行程序。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾（3）表格單片機程序設計中一般會遇到兩種表格：一類是數據表格，供“MOVA,＠A＋PC”指令或“MOVCA,＠A＋DPTR”指令使用；另一類是散轉表格，供“JMP＠A＋DPTR”指令使用。由于表格的內容與檢索值是一一對應的關系，在表格中安排陷阱會破壞表格的連續性和對應關系，因此只能在表格的最后安排陷阱。如果表格區較長，則安排的陷阱不能保證一定能夠捕捉到“跑飛”的程序，這時只能借助于別的軟件陷阱或冗余指令來使程序恢復正常。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾（4）運行程序區在進行單片機系統程序設計時常采用模塊化設計，單片機按照程序的要求一個模塊、一個模塊地執行。所以可以將陷阱指令組分散放置在用戶程序各模塊之間空余的單元里。在正常程序中不執行這些陷阱指令，保證用戶程序正常運行。但當程序“亂飛”一旦落入這些陷阱區，馬上將“亂飛”的程序拉到正確軌道。這個方法很有效，陷阱的多少一般依據用戶程序大小而定，一般每1K字節有幾個陷阱就夠了。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾（5）RAM數據保護的條件陷阱單片機受到嚴重的干擾時，可能不能正確地讀寫外部的RAM區。為解決這個問題，可以在進行RAM的數據讀寫之前，測試RAM讀寫通道的暢通性，這可以通過編寫陷阱實現，當讀寫正常時，不會進入陷阱，若不正常，則會進入陷阱，且形成死循環。實現程序為： MOVA,#NNH ；NN是任意的 MOVDPTR,#XXXXH MOV6EH,#55H MOV6FH,#0AAH NOP NOP7.4計算機控制系統的軟件抗干擾 CJNE6EH,#55H,XJ ；6EH中不為55H則落入死循環 CJNE6FH,#0AAH,XJ ；6FH中不為AAH則落入死循環 MOVX@DPTR,A ；A中數據寫入RAM的XXXXH單元中 NOP NOP MOV6EH,#00H MOV6FH,#00H RETXJ: NOP ；死循環 NOP SJMPXJ7.4計算機控制系統的軟件抗干擾7.4.3故障自動恢復處理程序1．辨別上電方式所謂辨別上電方式，就是根據某些信息來確定是以何種方式進入0000H單元的，是上電復位還是故障復位。通常以軟件設置上電標志的方式來判定。軟件設置上電標志是以單片機上電復位后某些寄存器的值、RAM中預先設定的標志位或程序計數器PC的值作為上電標志。在程序開始處檢測這些標志位，若改變了，即可認為是上電復位；若未改變，則認為是故障復位。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾可以利用PSW、SP和RAM中特定的單元設置軟件上電標志。SP的上電復位值是07H，可以將SP設置為其他大于07H的值作為上電標志；PSW中的第5位PSW.5可以由用戶自行設定，若系統是上電復位，則PSW的內容為00H，程序開始后，通過將PSW.5置1來作為上電標志；下面是用PSW.5作為上電標志的程序清單： ORG 0000H AJMP STARTSTART: MOV C,PSW.5 ；判別標志位PSW.5 JC LOOP ；PSW.5＝1轉向出錯程序處理 SETB PSW.5 ；置PSW.5＝1 LJMP START0 ；轉向系統初始化入口LOOP: LJMP ERR ；轉向出錯程序處理7.4計算機控制系統的軟件抗干擾2．系統的復位處理用軟件抗干擾措施來使失控的系統恢復到正常狀態，重新進行徹底的初始化使系統的狀態進行修復或有選擇地進行部分初始化，這種操作也被稱之為“熱啟動”。熱啟動首先要對系統進行復位，也就是使各種專用寄存器達到與硬件復位時同樣的狀態，但是需要注意的是清除中斷激活標志是非常重要的。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾下面給出了一段系統復位處理的程序。 ORG 0080HERR: CLR EA ；關中斷 MOV DPTR,#ERR1 ；準備返回地址 PUSH DPL PUSH DPH RETI ；清除高優先級中斷激活標志ERR1: MOV 50H,#0AAH ；重置上電復位標志 MOV 51H,#55H MOV DPTR,#ERR2 ；返回出錯處理程序入口地址 PUSH DPL PUSH DPH RETI ；清除低優先級中斷激活標志7.4計算機控制系統的軟件抗干擾3．RAM數據的備份與糾錯在編程時，應將一些重要的數據多作備份。備份時，各備份數據間應遠離且分散設置，以防同時被破壞，此外備份數據區應遠離堆棧，避免堆棧操作對數據的更改。對于重要的數據，在條件允許的情況下，應多作備份。糾錯是根據備份的數據來進行的。將原始數據與各備份數據的對應單元逐一比較，若這一組單元數據中大多數都是同一個值，只有少數單元的值顯示了較大的差異，說明某些單元遭到破壞，則把同一值的數據作為正確數據，并將那些存在差異的單元存儲值設置成與大多數單元相同的值，完成數據的糾錯，這樣幾份數據又保持一致，從而避免了數據的丟失。備份不得少于2份，因為少于2份，當數據丟失后就不能判斷哪份數據是正確數據了。7.4計算機控制系統的軟件抗干擾4．程序失控后系統信息的恢復一般來說，主程序總是由若干功能模塊組成，每個功能模塊入口設置一個標志。系統故障復位后，可根據這些標志選擇進入相應的功能模塊。例如，某系統有兩個功能模塊，當系統進入第一個模塊時，在該單元寫上該模塊的編碼值0AAH，系統退出該模塊，進入第二個模塊后，即將該單元寫上第二個模塊的編碼