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單片機系統中的軟件抗干擾技術
單片機系統中的軟件抗干擾技術
作者:jdzj868  來源:機電之家下載站  錄入:jdzj868  更新時間：2010-1-11 16:15:47  點擊數：0
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摘要本文主要介紹了如何通過軟件的方法來提高單片機系統的穩定性。
關鍵詞冗余 軟件陷井 看門狗
近年來要有這么幾種方法：
1、指令冗余技術；
2、軟件陷阱技術；
3、看門狗技術。
下面 以MCS-51作數的情況。但只要PC指針落在單字節指令上程序就可納入正軌，所以為了快速將程序
納入正軌，應該多用單字節指令，并在關鍵的地方人為插入一些單字節指令NOP，或將有
效的單字節指令重寫，這就稱之為指令冗余。
常用的方法就是在一些雙字節、三字節指令后面插入兩個單字節指令NOP，或在一些對程
序的流向起決定作用的指令前面插入兩條NOP指令。還可對一些重要的指令進行重復放置
。
但采用指令冗余技術將程序納入正軌的條件是：亂飛的PC必須指向程序運行區。
軟件陷阱技術
當亂飛的程序進入非程序區的時候，就可設定軟件陷阱對亂飛的程序進行攔截從而將程
序引向一個固定的位置。這樣就可將捕獲的程序重新納入正軌。
軟件陷阱主要就是把程序重新引入它的復位入口處，也就是說在適當的地方設置這樣的
指令：
NOP
NOP
LJMP 0000H
軟件陷阱主要安排在這樣一些區域：未使用的中斷區、未使用的EPROM空間及非EPROM空
間、程序運行區及中斷服務程序區。主要來看前三種：
1、未使用的中斷區
如果對于未使用的中斷因干擾而開放的話， 可以這樣寫中斷服務程序：
NOP
NOP
POP D1 ；將原來的錯誤斷點彈出
POP D2 ；將原來的錯誤斷點彈出
PUSH 00H
PUSH 00H；將斷點地址重寫為 0000H
RETI
2 .未使用的EPROM區
假設用了一片2764，但并沒有用完整個存儲區。這時候就可在未用的區域里填充上0200
00數據，這樣當程序飛入其中時就會很快的走入正軌。這條指令其實是"LJMP 0000H"的
機器碼。
3 .非EPROM空間
單片機系統的程序空間是64K，正常情況下 所使用的EPROM不會占用所有的空間，假設
現在的EPROM占用16K的空間，那么剩下的48K空間就被閑置不用了。當亂飛的PC落入這些
空間時，讀入的數據將為FFH，這是 ：MOV R7，A 指令的機器碼，將修改R7的內容。因
此，當程序亂飛入非EPROM芯片區后，不僅無法導入正規，而且破壞了R7的內容。
當CPU讀程序存儲器的時候，伴隨著會產生一個PSEN信號， 就可利用這個信號，再加上
一個非EPROM區的地址譯碼信號，構成一個選通信號來起動一個空閑的中斷，再用軟件陷
井的方法從中斷程序中把程序導入正規�？磮D1：
也可通過硬件的方法用一個緩沖器直接給數據線寫一個值，其原理與上述方法相同。
軟件看門狗技術
看門狗的作用就是防止程序發生死循環，或者說程序跑飛。硬件看門狗是利用了一個定
時器，來監控主程序的運行，也就是說在主程序的運行過程中， 要在定時時間到之前對
定時器進行復位，如果出現死循環，或者說PC指針不能回來。那么定時時間到后就會使
單片機復位。
軟件看門狗技術的原理和這差不多，只不過是用軟件的方法實現， 還是以51系列來講，
在51單片機中有兩個定時器， 可以用這兩個定時器來對主程序的運行進行監控。對T0設
定一定的定時時間，當產生定時中斷的時候對一個變量進行賦值，而這個變量在主程序
運行的開始已經有了一個初值，要設定的定時值要小于主程序的運行時間，這樣在主程
序的尾部對變量的值進行判斷，如果值發生了預期的變化，就說明T0中斷正常，如果沒
有發生變化則使程序復位。
T1 用來監控主程序的運行， 給T1設定一定的定時時間，在主程序中對其進行復位，如
果不能在一定的時間里對其進行復位，T1 的定時中斷就會使單片機復位。在這里T1的定
時時間要設的大于主程序的運行時間，給主程序留有一定的裕量。而T1的中斷正常與否
再由T0定時中斷子程序來監視。這樣就夠成了一個循環，T0監視T1，T1監視主程序，主
程序又來監視T0，從而保證系統的穩定運行。
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