1 引 言

近年來，微機測控系統(tǒng)，特別是單片機在工業(yè)自動化生產過程控制、智能化儀器儀表等領域的應用越來越深入和廣泛，有效地提高了生產效率，大大提高了控制質量與經濟效益。但是，測控系統(tǒng)的工作環(huán)境往往是比較惡劣和復雜的，其應用的可靠性、安全性就成為一個非常突出的問題。許多應用系統(tǒng)在進行仿真調試和實驗室內的聯機試運行時都是成功的，然而一進入現場使用，系統(tǒng)則會產生預料之外的誤動作或誤顯示，嚴重時導致系統(tǒng)失靈，甚至導致巨大的損失。

影響測控系統(tǒng)可靠、安全運行的主要因素是來自系統(tǒng)內部和外部的各種電氣干擾，以及系統(tǒng)結構設計、元器件選擇、安裝、制造工藝和外部環(huán)境條件等。

系統(tǒng)自身及應用環(huán)境產生的各種電磁噪聲仍是普遍的干擾因素，產生的原因主要有：放電噪聲、高頻振蕩噪聲、浪涌噪聲。干擾源產生的干擾是通過耦合通道對微機測控系統(tǒng)發(fā)生電磁干擾作用，噪聲的傳遞幾乎都是通過導線或者通過空間和大地傳遞的。

2 干擾的主要耦合方式

（1）直接耦合方式

電導性耦合最普遍的方式是干擾信號經過導線直接傳導到被擾電路中而造成對電路的干擾。在微機測控系統(tǒng)中，干擾噪聲經過電源線耦合進入計算機線路是最常見的直接耦合現象。

（2）公共阻抗耦合方式

當一個電源電路對幾個電路供電時，如果電源不是內阻抗為零的理想電壓源，則其內阻抗就成為接受供電的幾個電路的公共阻抗，只要其中某一個電路的電流發(fā)生變化，便會使其他電路的供電電壓發(fā)生變化，形成公共阻抗耦合。

（3）電容耦合方式

這是指電位變化在干擾源與干擾對象之間引起的靜電感應，又稱靜電耦合或電場耦合。

（4）電磁感應耦合方式

在任何載流導體周圍空間中都會產生磁場，若磁場是交變的，則對周圍閉合電路產生感應電勢，在設備內部，線圈或變壓器的漏磁是一個很大的干擾，設備外部，當2根導線在很長的一段區(qū)間架設時，也會產生干擾。

（5）輻射耦合方式

當高頻電流流經導體時，在該導體周圍便產生電力線和磁力線，并發(fā)生高頻變化，從而形成一種在空間傳播的電磁波，處于電磁波中的導體便會感應出相應頻率的電動勢。電磁場輻射干擾是一種無規(guī)則的干擾，這種干擾很容易通過電源線傳到系統(tǒng)中去，此外，波，稱為天線效應。

（6）漏電耦合方式

漏電耦合是電阻性耦合方式，當相鄰的元件和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。

3 單片機系統(tǒng)中的主要抗干擾手段

干擾的抑制方法，一般分為硬件抗干擾和軟件抗干擾。筆者在開發(fā)研制自動化儀表和智能測控系統(tǒng)實踐中，針對單片機系統(tǒng)的干擾及其抑制方法進行了分析、研究，并在實際運用中收到了良好的效果。

3．1 硬件抗干擾

為便于理解，干擾的來源可籠統(tǒng)地概括為：電源干擾、口線干擾和空間干擾。其相應的抗干擾措施分別為：

（1）電源隔離

單片機工作電路的電源要采取獨立的供電回路，其電源變壓器同其他大功率電路的電源變壓器要分別使用。單片機電源電路的地線與其他大功率電路的地線不相連接。在兩電路的電氣連接處，可使用光電耦合器、光可控硅等器件加以隔離。

（2）口線隔離

單片機的輸入、輸出口線，特別是參與控制大功率電路的口線，在其與外電路的電氣連接處都要通過光電耦合器進行隔離。

隔離電路如圖1所示，電平轉換電路如圖2所示。