第8章 抗干擾技術(shù)課件

第八章:抗干擾技術(shù)

1、干擾的來源與傳播途徑。2、硬件抗干擾措施。3、程序運行監(jiān)視系統(tǒng)。學(xué)習(xí)要點第8章抗干擾技術(shù)8.2硬件抗干擾措施8.3軟件抗干擾措施本章小結(jié)思考題8.1干擾的來源與傳播途徑引言8.4程序運行監(jiān)視系統(tǒng)第8章抗干擾技術(shù)

計算機(jī)控制系統(tǒng)的被控變量分布在生產(chǎn)現(xiàn)場的各個角落，因而計算機(jī)是處于干擾頻繁的惡劣環(huán)境中，干擾是有用信號以外的噪聲，這些干擾會影響系統(tǒng)的測控精度，降低系統(tǒng)的可靠性，甚至導(dǎo)致系統(tǒng)的運行混亂，造成生產(chǎn)事故。但干擾是客觀存在的，所以，人們必須研究干擾，以采取相應(yīng)的抗干擾措施。本章主要討論干擾的來源、傳播途經(jīng)及抗干擾的措施。引言第8章抗干擾技術(shù)8.1干擾的來源與傳播途徑8.1.1干擾的來源8.1.2干擾的傳播途徑第8章抗干擾技術(shù)干擾的來源是多方面的，有時甚至是錯綜復(fù)雜的。干擾有的來自外部，有的來自內(nèi)部。外部干擾由使用條件和外部環(huán)境因素決定。外部干擾環(huán)境如圖8-1所示，有天電干擾，如雷電或大氣電離作用以及其他氣象引起的干擾電波；天體干擾，如太陽或其他星球輻射的電磁波；電氣設(shè)備的干擾，如廣播電臺或通訊發(fā)射臺發(fā)出的電磁波，動力機(jī)械、高頻爐、電焊機(jī)等都會產(chǎn)生干擾；此外，熒光燈、開關(guān)、電流斷路器、過載繼電器、指示燈等具有瞬變過程的設(shè)備也會產(chǎn)生較大的干擾；來自電源的工頻干擾也可視為外部干擾。

8.1.1干擾的來源

第8章抗干擾技術(shù)

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)內(nèi)部干擾則是由系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局、制造工藝所引入的。內(nèi)部干擾環(huán)境如圖8-2所示，有分布電容、分布電感引起的耦合感應(yīng)，電磁場輻射感應(yīng)，長線傳輸造成的波反射；多點接地造成的電位差引入的干擾；裝置及設(shè)備中各種寄生振蕩引入的干擾以及熱噪聲、閃變噪聲、尖峰噪聲等引入的干擾；甚至元器件產(chǎn)生的噪聲等。

圖8-2內(nèi)部干擾環(huán)境

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)8.1.2干擾的傳播途徑干擾傳播的途徑主要有三種：靜電耦合，磁場耦合，公共阻抗耦合。1．靜電耦合8.1.2干擾的傳播途徑

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)靜電耦合是電場通過電容耦合途徑竄入其它線路的。兩根并排的導(dǎo)線之間會構(gòu)成分布電容，如印制線路板上印制線路之間、變壓器繞線之間都會構(gòu)成分布電容。圖8-3給出兩根平行導(dǎo)線之間靜電耦合的示意電路，Cl2是兩個導(dǎo)線之間的分布電容，C1g、C2g是導(dǎo)線對地的電容，R是導(dǎo)線2對地電阻。如果導(dǎo)線1上有信號U1存在，那么它就會成為導(dǎo)線2的干擾源，在導(dǎo)線2上產(chǎn)生干擾電壓Un。顯然，干擾電壓Un與干擾源U1、分布電容Cl2、C2g的大小有關(guān)。第8章抗干擾技術(shù)

空間的磁場耦合是通過導(dǎo)體間的互感耦合進(jìn)來的。在任何載流導(dǎo)體周圍空間中都會產(chǎn)生磁場，而交變磁場則對其周圍閉合電路產(chǎn)生感應(yīng)電勢。如設(shè)備內(nèi)部的線圈或變壓器的漏磁會引起干擾，還有普通的兩根導(dǎo)線平行架設(shè)時，也會產(chǎn)生磁場干擾，如圖8-4所示。如果導(dǎo)線1為承載著10kVA、220V的交流輸電線，導(dǎo)線2為與之相距1米并平行走線10米的信號線，兩線之間的互感M會使信號線上感應(yīng)到的干擾電壓Un高達(dá)幾十毫伏。如果導(dǎo)線2是連接熱電偶的信號線，那么這幾十毫伏的干擾噪聲足以淹沒熱電偶傳感器的有用信號。

2．磁場耦合第8章抗干擾技術(shù)

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)公共阻抗耦合發(fā)生在兩個電路的電流流經(jīng)一個公共阻抗時，一個電路在該阻抗上的電壓降會影響到另一個電路，從而產(chǎn)生干擾噪聲的影響。圖8-5給出一個公共電源線的阻抗耦合示意圖。3．公共阻抗耦合第8章抗干擾技術(shù)

在一塊印制電路板上，運算放大器A1和A2是兩個獨立的回路，但都接入一個公共電源，電源回流線的等效電阻R1、R2是兩個回路的公共阻抗。當(dāng)回路電流i1變化時，在R1和R2上產(chǎn)生的電壓降變化就會影響到另一個回路電流i2。反之，也如此。

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)8.2硬件抗干擾措施引言8.2.1串模干擾的抑制8.2.2共模干擾的抑制8.2.3長線傳輸干擾的抑制8.2.4信號線的選擇與敷設(shè)8.2.5電源系統(tǒng)的抗干擾8.2.6接地系統(tǒng)的抗干擾

第8章抗干擾技術(shù)引言

了解了干擾的來源與傳播途徑，我們就可以采取相應(yīng)的抗干擾措施。在硬件抗干擾措施中，除了按照干擾的三種主要作用方式——串模、共模及長線傳輸干擾來分別考慮外，還要從布線、電源、接地等方面考慮。第8章抗干擾技術(shù)

串模干擾是指迭加在被測信號上的干擾噪聲，即干擾源串聯(lián)在信號源回路中。其表現(xiàn)形式與產(chǎn)生原因如圖8-6所示。圖中Us為信號源，Un為串模干擾電壓，鄰近導(dǎo)線(干擾線)有交變電流Ia流過，由Ia產(chǎn)生的電磁干擾信號就會通過分布電容C1和C2的耦合，引至計算機(jī)控制系統(tǒng)的輸入端。8.2.1串模干擾的抑制第8章抗干擾技術(shù)

對串模干擾的抑制較為困難，因為干擾Un直接與信號Us串聯(lián)。目前常采用雙絞線與濾波器兩種措施。

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)1．雙絞線做信號引線雙絞線是由兩根互相絕緣的導(dǎo)線扭絞纏繞組成，為了增強(qiáng)抗干擾能力，可在雙絞線的外面加金屬編織物或護(hù)套形成屏蔽雙絞線，圖8-7給出了帶有屏蔽護(hù)套的多股雙絞線實物圖。8-7.雙交線第8章抗干擾技術(shù)采用雙絞線作信號線的目的，就是因為外界電磁場會在雙絞線相鄰的小環(huán)路上形成相反方向的感應(yīng)電勢，從而互相抵消減弱干擾作用。雙絞線相鄰的扭絞處之間為雙絞線的節(jié)距，雙絞線不同節(jié)距會對串模干擾起到不同的的抑制效果，見表8-1。雙絞線可用來傳輸模擬信號和數(shù)字信號，用于點對點連接和多點連接應(yīng)用場合，傳輸距離為幾公里，數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)2Mbps。第8章抗干擾技術(shù)表8-1雙絞線節(jié)距對串模干擾的抑制效果節(jié)距(mm)干擾衰減比屏蔽效果1001412375711375011214125141143平行線110第8章抗干擾技術(shù)2．引入濾波電路采用硬件濾波器抑制串模干擾是一種常用的方法。根據(jù)串模干擾頻率與被測信號頻率的分布特性，可以選用具有低通、高通、帶通等濾波器。其中，如果干擾頻率比被測信號頻率高，則選用低通濾波器；如果干擾頻率比被測信號頻率低，則選用高通濾波器；如果干擾頻率落在被測信號頻率的兩側(cè)時，則需用帶通濾波器。一般采用電阻R、電容C、電感L等無源元件構(gòu)成濾波器，圖8-8（a）所示為在模擬量輸入通道中引入的一個無源二級阻容低通濾波器，但它的缺點是對有用信號也會有較大的衰減。為了把增益與頻率特性結(jié)合起來，對于小信號可以采取以反饋放大器為基礎(chǔ)的有源濾波器，它不僅可以達(dá)到濾波效果，而且能夠提高信號的增益，如圖8-8(b)所示。第8章抗干擾技術(shù)

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)

共模干擾是指計算機(jī)控制系統(tǒng)輸入通道中信號放大器兩個輸入端上共有的干擾電壓，可以是直流電壓，也可以是交流電壓，其幅值達(dá)幾伏甚至更高，這取決于現(xiàn)場產(chǎn)生干擾的環(huán)境條件和計算機(jī)等設(shè)備的接地情況。其表現(xiàn)形式與產(chǎn)生原因如圖8-9所示。8.2.2共模干擾的抑制第8章抗干擾技術(shù)

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)在計算機(jī)控制系統(tǒng)中一般都用較長的導(dǎo)線把現(xiàn)場中的傳感器或執(zhí)行器引入至計算機(jī)系統(tǒng)的輸入通道或輸出通道中，這類信號傳輸線通常長達(dá)幾十米以至上百米，這樣，現(xiàn)場信號的參考接地點與計算機(jī)系統(tǒng)輸入或輸出通道的參考接地點之間存在一個電位差Ucm。這個Ucm是加在放大器輸入端上共有的干擾電壓，故稱共模干擾電壓。既然共模干擾產(chǎn)生的原因是不同“地”之間存在的電壓，以及模擬信號系統(tǒng)對地的漏阻抗。因此，共模干擾電壓的抑制就應(yīng)當(dāng)是有效的隔離兩個地之間的電聯(lián)系，以及采用被測信號的雙端差動輸入方式。具體的有變壓器隔離、光電隔離與浮地屏蔽等三種措施。第8章抗干擾技術(shù)1．變壓器隔離利用變壓器把現(xiàn)場信號源的地與計算機(jī)的地隔離開來，也就是把“模擬地”與“數(shù)字地”斷開。被測信號通過變壓器耦合獲得通路，而共模干擾電壓由于不成回路而得到有效的抑制。

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)要注意的是，隔離前和隔離后應(yīng)分別采用兩組互相獨立的電源，以切斷兩部分的地線聯(lián)系，如圖8-10所示。被測信號US經(jīng)雙絞線引到輸入通道中的放大器，放大后的直流信號US1，先通過調(diào)制器變換成交流信號，經(jīng)隔離變壓器B由原邊傳輸?shù)礁边?，然后用解調(diào)器再將它變換為直流信號US2，再對US2進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換。這樣，被測信號通過變壓器的耦合獲得通路，而共模電壓由于變壓器的隔離無法形成回路而得到有效的抑制。第8章抗干擾技術(shù)2．光電隔離光電耦合隔離器是目前計算機(jī)控制系統(tǒng)中最常用的一種抗干擾方法。光電耦合隔離器的結(jié)構(gòu)原理在4.1光電耦合隔離技術(shù)中已作過詳細(xì)介紹。利用光耦隔離器的開關(guān)特性，可傳送數(shù)字信號而隔離電磁干擾，即在數(shù)字信號通道中進(jìn)行隔離。4.2數(shù)字量輸入通道與4.3數(shù)字量輸出通道兩節(jié)中給出了大量應(yīng)用于數(shù)字量輸入輸出通道中的電路實例，如圖4-4開關(guān)量輸入信號調(diào)理電路中，光耦隔離器不僅把開關(guān)狀態(tài)送至主機(jī)數(shù)據(jù)口，而且實現(xiàn)了外部與計算機(jī)的完全電隔離；又如圖4-11繼電器輸出驅(qū)動電路中，光耦隔離器不僅把CPU的控制數(shù)據(jù)信號輸出到外部的繼電器，而且實現(xiàn)了計算機(jī)與外部的完全電隔離。第8章抗干擾技術(shù)其實在模擬量輸入輸出通道中也主要應(yīng)用這種數(shù)字信號通道的隔離方法，即在A/D轉(zhuǎn)換器與CPU或CPU與D/A轉(zhuǎn)換器的數(shù)字信號之間插入光耦隔離器，以進(jìn)行數(shù)據(jù)信號和控制信號的耦合傳送，如圖8-11所示。（a）是在A/D轉(zhuǎn)換器與CPU接口之間8根數(shù)據(jù)線之間都各插接一個光耦隔離器(圖中只畫出了一個)，不僅照樣無誤地傳送數(shù)字信號，而且實現(xiàn)了A/D轉(zhuǎn)換器及其模擬量輸入通道與計算機(jī)的完全電隔離；（b）是在CPU與D/A轉(zhuǎn)換器接口之間8根數(shù)據(jù)線之間都各插接一個光耦隔離器(圖中也只畫出了一個)，不僅照樣無誤地傳送數(shù)字信號，而且實現(xiàn)了計算機(jī)與D/A轉(zhuǎn)換器及其模擬量輸出通道的完全電隔離。第8章抗干擾技術(shù)

動畫鏈接

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)利用光耦隔離器的線性放大區(qū)，也可傳送模擬信號而隔離電磁干擾，即在模擬信號通道中進(jìn)行隔離。例如在現(xiàn)場傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器或D/A轉(zhuǎn)換器與現(xiàn)場執(zhí)行器之間的模擬信號的線性傳送，如圖8-12所示。第8章抗干擾技術(shù)

動畫鏈接

動畫鏈接第8章抗干擾技術(shù)在圖8-12（a）輸入通道的現(xiàn)場傳感器與A/D轉(zhuǎn)換器之間，光電耦合器一方面把放大器輸出的模擬信號線性地光耦(或放大)到A/D轉(zhuǎn)換器的輸入端，另一方面又切斷了現(xiàn)場模擬地與計算機(jī)數(shù)字地之間的聯(lián)系，起到了很好的抗共模干擾作用。在圖8-12（b）輸出通道的D/A轉(zhuǎn)換器與執(zhí)行器之間，光電耦合器一方面把放大器輸出的模擬信號線性地光耦(或放大)輸出到現(xiàn)場執(zhí)行器，另一方面又切斷了計算機(jī)數(shù)字地與現(xiàn)場模擬地之間的聯(lián)系，起到了很好的抗共模干擾作用。第8章抗干擾技術(shù)光耦的這兩種隔離方法各有優(yōu)缺點。模擬信號隔離方法的優(yōu)點是使用少量的光耦，成本低；缺點是調(diào)試?yán)щy，如果光耦挑選得不合適，會影響系統(tǒng)的精度。而數(shù)字信號隔離方法的優(yōu)點是調(diào)試簡單，不影響系統(tǒng)的精度；缺點是使用較多的光耦器件，成本較高。但因光耦的價格越來越低廉，因此，目前在實際工程中主要使用光耦隔離器的數(shù)字信號隔離方法。第8章抗干擾技術(shù)

浮地屏蔽是利用屏蔽層使輸入信號的“模擬地”浮空，使共模輸入阻抗大為提高，共模電壓在輸入回路中引起的共模電流大為減少，從而抑制了共模干擾的來源，使共模干擾降至很低，圖8-13給出了一種浮地輸入雙層屏蔽放大電路。3．浮地屏蔽第8章抗干擾技術(shù)

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計算機(jī)部分采用內(nèi)外兩層屏蔽，且內(nèi)屏蔽層對外屏蔽層(機(jī)殼地)是浮地的，而內(nèi)層與信號源及信號線屏蔽層是在信號端單點接地的，被測信號到控制系統(tǒng)中的放大器是采用雙端差動輸入方式。圖中，Zs1、Zs2為信號源內(nèi)阻及信號引線電阻，Zs3為信號線的屏蔽電阻，它們至多只有十幾歐姆左右，Zc1、Zc2為放大器輸入端對內(nèi)屏蔽層的漏阻抗，Zc3為內(nèi)屏蔽層與外屏蔽層之間的漏阻抗。工程設(shè)計中Zc1、Zc2、Zc3應(yīng)達(dá)到數(shù)十兆歐姆以上，這樣模擬地與數(shù)字地之間的共模電壓Ucm在進(jìn)入到放大器以前將會被衰減到很小很小。這是因為首先在Ucm、

Zs3、Zc3構(gòu)成的回路中，Zc3＞＞Zs3，因此干擾電流I3在Zs3上的分壓US3就小得多；同理，US3分別在Zs2與Zs1上的分壓US2與US1又被衰減很多，而且是同時加到運算放大器的差動輸入端，也即被2次衰減到很小很小的干擾信號再次相減，余下的進(jìn)入到計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)的共模電壓在理論上幾乎為零。因此，這種浮地屏蔽系統(tǒng)對抑制共模干擾是很有效的。第8章抗干擾技術(shù)

由生產(chǎn)現(xiàn)場到計算機(jī)的連線往往長達(dá)幾十米，甚至數(shù)百米。即使在中央控制室內(nèi)，各種連線也有幾米到十幾米。對于采用高速集成電路的計算機(jī)來說，長線的“長”是一個相對的概念，是否“長線”取決于集成電路的運算速度。例如，對于納秒級的數(shù)字電路來說，l米左右的連線就應(yīng)當(dāng)作長錢來看待；而對于10微妙級的電路，幾米長的連線才需要當(dāng)作長線處理。信號在長線中傳輸除了會受到外界干擾和引起信號延遲外，還可能會產(chǎn)生波反射現(xiàn)象。當(dāng)信號在長線中傳輸時，由于傳輸線的分布電容和分布電感的影響，信號會在傳輸線內(nèi)部產(chǎn)生正向前進(jìn)的電壓波和電流波，稱為入射波。8.2.3長線傳輸干擾的抑制第8章抗干擾技術(shù)1．波阻抗的測量為了進(jìn)行阻抗匹配，必須事先知道信號傳輸線的波阻抗RP，波阻抗RP的測量如圖8-14所示。圖中的信號傳輸線為雙絞線，在傳輸線始端通過與非門加入標(biāo)準(zhǔn)信號，用示波器觀察門A的輸出波形，調(diào)節(jié)傳輸線終端的可變電阻R，當(dāng)門A輸出的波形不畸變時，即是傳輸線的波阻抗與終端阻抗完全匹配，反射波完全消失，這時的R值就是該傳輸線的波阻抗，即RP＝R。第8章抗干擾技術(shù)為了避免外界干擾的影響，在計算機(jī)中常常采用雙絞線和同軸電纜作信號線。雙絞線的波阻抗一般在100～200Ω之間，絞花愈密，波阻抗愈低。同軸電纜的波阻抗約50～100Ω范圍。第8章抗干擾技術(shù)2．終端阻抗匹配最簡單的終端阻抗匹配方法如圖8-15（a）所示。如果傳輸線的波阻抗是RP，那么當(dāng)R＝RP時，便實現(xiàn)了終端匹配，消除了波反射。此時終端波形和始端波形的形狀一致，只是時間上遲后。由于終端電阻變低，則加大負(fù)載，使波形的高電平下降，從而降低了高電平的抗干擾能力，但對波形的低電平?jīng)]有影響。為了克服上述匹配方法的缺點，可采用圖8-15（b）所示的終端匹配方法。第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)

適當(dāng)調(diào)整R1和R2的阻值，可使R=RP。這種匹配方法也能消除波反射，優(yōu)點是波形的高電平下降較少，缺點是低電平抬高，從而降低了低電平的抗干擾能力為了同時兼顧高電平和低電平兩種情況，可選取R1=R2=2RP，此時等效電阻R=RP。實踐中寧可使高電平降低得稍多一些，而讓低電平抬高得少一些，可通過適當(dāng)選取電阻R1和R2，并使R1＞R2來達(dá)到此目的，當(dāng)然還要保證等效電阻R=RP。第8章抗干擾技術(shù)3．始端阻抗匹配在傳輸線始端串入電阻R，如圖8-16所示，也能基本上消除反射，達(dá)到改善波形的目的。一般選擇始端匹配電阻R為R＝RP－RSC（8-3）其中，RSC為門A輸出低電平時的輸出阻抗。第8章抗干擾技術(shù)這種匹配方法的優(yōu)點是波形的高電平不變，缺點是波形低電平會抬高。其原因是終端門B的輸入電流在始端匹配電阻R上的壓降所造成的。顯然，終端所帶負(fù)載門個數(shù)越多，則低電平抬高得越顯著。第8章抗干擾技術(shù)8.2.4信號線的選擇與敷設(shè)在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，信號線的選擇與敷設(shè)也是個不容忽視的問題。如果能合理地選擇信號線，并在實際施工中又能正確地敷設(shè)信號線，那么可以抑制干擾；反之，將會給系統(tǒng)引入干擾，造成不良影響。1．信號線的選擇對信號線的選擇，一般應(yīng)從抗干擾和經(jīng)濟(jì)實用這幾個方面考慮，而抗干擾能力則應(yīng)放在首位。不同的使用現(xiàn)場，干擾情況不同，應(yīng)選擇不同的信號線。在不降低抗干擾能力的條件下，應(yīng)該盡量選用價錢便宜，敷設(shè)方便的信號線。第8章抗干擾技術(shù)（1）信號線類型的選擇在精度要求高、干擾嚴(yán)重的場合，應(yīng)當(dāng)采用屏蔽信號線。表8-2列出幾種常用的屏蔽信號線的結(jié)構(gòu)類型及其對干擾的抑制效果。屏蔽結(jié)構(gòu)干擾衰減比屏蔽效果（dB）備注銅網(wǎng)（密度85%）103：140.3電纜的可撓性好，適合近距離使用銅帶迭卷（密度90%）376：151.5帶有焊藥，易接地，通用性好鋁聚酯樹脂帶迭卷6610：176.4應(yīng)使用電纜溝，抗干擾效果最好表8-2屏蔽信號線性能及其效果第8章抗干擾技術(shù)有屏蔽層的塑料電纜是按抗干擾原理設(shè)計的，幾十對信號在同一電纜中也不會互相干擾。屏蔽雙絞線與屏蔽電纜相比性能稍差，但波阻抗高、體積小、可撓性好、裝配焊接方便，特別適用于互補(bǔ)信號的傳輸。雙絞線之間的串模干擾小、價格低廉，是計算機(jī)控制實時系統(tǒng)常用的傳輸介質(zhì)。（2）信號線粗細(xì)的選擇從信號線價格、強(qiáng)度及施工方便等因素出發(fā)，信號線的截面積在2mm2以下為宜，一般采用1.5mm2和1.0mm2兩種。采用多股線電纜較好，其優(yōu)點是可撓性好，適宜于電纜溝有拐角和狹窄的地方。第8章抗干擾技術(shù)2．信號線的敷設(shè)選擇了合適的信號線，還必須合理地進(jìn)行敷設(shè)。否則，不僅達(dá)不到抗干擾的效果，反而會引進(jìn)干擾。信號線的敷設(shè)要注意以下事項：（1）模擬信號線與數(shù)字信號線不能合用同一根電纜，要絕對避免信號線與電源線合用同一根電纜。（2）屏蔽信號線的屏蔽層要一端接地，同時要避免多點接地。第8章抗干擾技術(shù)（3）信號線的敷設(shè)要盡量遠(yuǎn)離干擾源，如避免敷設(shè)在大容量變壓器、電動機(jī)等電器設(shè)備的附近。如果有條件，將信號線單獨穿管配線，在電纜溝內(nèi)從上到下依次架設(shè)信號電纜、直流電源電纜、交流低壓電纜、交流高壓電纜。表８－３號線和交流電力線之間的最少間距，供布線時參考。第8章抗干擾技術(shù)表８-３信號線和電力線之間的最少間距電力線容量信號線和電力線之間的最少間距（cm）電壓（V）電流（A）1251012250501844020024500080048第8章抗干擾技術(shù)（4）信號電纜與電源電纜必須分開，并盡量避免平行敷設(shè)。如果現(xiàn)場條件有限，信號電纜與電源電纜不得不敷設(shè)在一起時，則應(yīng)滿足以下條件：①電纜溝內(nèi)要設(shè)置隔板，且使隔板與大地連接，如圖8-17（a）所示。②電纜溝內(nèi)用電纜架或在溝底自由敷設(shè)時，信號電纜與電源電纜間距一般應(yīng)在15cm以上，如圖8-17（b）（c）所示；如果電源電纜無屏蔽，且為交流電壓220VAC、電流10A時，兩者間距應(yīng)在60cm以上。③電源電纜使用屏蔽罩，如圖8-17（d）所示。第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)8.2.5電源系統(tǒng)的抗干擾計算機(jī)控制系統(tǒng)一般是由交流電網(wǎng)供電，電網(wǎng)電壓與頻率的波動將直接影響到控制系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。實踐表明，電源的干擾是計算機(jī)控制系統(tǒng)的一個主要干擾，抑制這種干擾的主要措施有以下幾個方面。第8章抗干擾技術(shù)理想的交流電應(yīng)該是50HZ的正弦波。但事實上，由于負(fù)載的變動如電動機(jī)、電焊機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)等電器設(shè)備的啟停，甚至日光燈的開關(guān)都可能造成電源電壓的波動，嚴(yán)重時會使電源正弦波上出現(xiàn)尖峰脈沖，如圖8-18所示。這種尖峰脈沖，幅值可達(dá)幾十甚至幾千伏，持續(xù)時間也可達(dá)幾毫秒之久，容易造成計算機(jī)的“死機(jī)”，甚至?xí)p壞硬件，對系統(tǒng)威脅極大。在硬件上可以用以下方法加以解決。1．交流電源系統(tǒng)第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)

(1)選用供電比較穩(wěn)定的進(jìn)線電源計算機(jī)控制系統(tǒng)的電源進(jìn)線要盡量選用比較穩(wěn)定的交流電源線，至少不要將控制系統(tǒng)接到負(fù)載變化大、晶閘管設(shè)備多或者有高頻設(shè)備的電源上。（2）利用干擾抑制器消除尖峰干擾干擾抑制器使用簡單，利用干擾抑制器消除尖峰干擾的電路如圖8-19示。干擾抑制器是一種無源四端網(wǎng)絡(luò)，目前已有產(chǎn)品出售。圖8-19利用干擾抑制器的電源系統(tǒng)第8章抗干擾技術(shù)（3）采用交流穩(wěn)壓器穩(wěn)定電網(wǎng)電壓計算機(jī)控制的交流供電系統(tǒng)一般如圖8-20所示。圖中交流穩(wěn)壓器是為了抑制電網(wǎng)電壓的波動，提高計算機(jī)控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，交流穩(wěn)壓器能把輸出波形畸變控制在5％以內(nèi)，還可以對負(fù)載短路起限流保護(hù)作用。低通濾波器是為了濾除電網(wǎng)中混雜的高頻干擾信號，保證50HZ基波通過。圖8-20一般交流供電系統(tǒng)第8章抗干擾技術(shù)（4）利用UPS保證不中斷供電電網(wǎng)瞬間斷電或電壓突然下降等掉電事件會使計算機(jī)系統(tǒng)陷入混亂狀態(tài)，是可能產(chǎn)生嚴(yán)重事故的惡性干擾。對于要求更高的計算機(jī)控制系統(tǒng)，可以采用不間斷電源即UPS向系統(tǒng)供電，如圖8-21所示。正常情況下由交流電網(wǎng)通過交流穩(wěn)壓器、切換開關(guān)、直流穩(wěn)壓器供電至計算機(jī)系統(tǒng)；同時交流電網(wǎng)也給電池組充電。所有的UPS設(shè)備都裝有一個或一組電池和傳感器，并且也包括交流穩(wěn)壓設(shè)備。如果交流供電中斷，系統(tǒng)中的斷電傳感器檢測到斷電后就會將供電通路在極短的時間內(nèi)（3ms）切換到電池組，從而保證流入計算機(jī)控制系統(tǒng)的電流不因停電而中斷。這里，逆變器能把電池直流電壓逆變到正常電壓頻率和幅度的交流電壓，具有穩(wěn)壓和穩(wěn)頻的雙重功能，提高了供電質(zhì)量。第8章抗干擾技術(shù)圖8-21不間斷電源ＵＰＳ供電系統(tǒng)第8章抗干擾技術(shù)（5）掉電保護(hù)電路對于沒有使用UPS的計算機(jī)控制系統(tǒng)，為了防止掉電后RAM中的信息丟失，可以采用鎳電池對RAM數(shù)據(jù)進(jìn)行掉電保護(hù)。圖8-22是一種某計算機(jī)系統(tǒng)64KB存儲板所使用的掉電保護(hù)電路。系統(tǒng)電源正常工作時，由外部電源+5V供電，A點電平高于備用電池（3V）電壓，VD2截止，存儲器由主電源（＋5V）供電。系統(tǒng)掉電時，A點電位低于備用電池電壓，VD1截止，VD2導(dǎo)通，由備用電池向RAM供電。當(dāng)系統(tǒng)恢復(fù)供電時，VD1重新導(dǎo)通，VD2截止，又恢復(fù)主電源供電。第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)對于沒有采用鎳電池進(jìn)行掉電保護(hù)的一些控制系統(tǒng)，至少應(yīng)設(shè)置電源監(jiān)控電路即硬件掉電檢測電路。在掉電電壓下降到CPU最低工作電壓之前應(yīng)能提出中斷申請（提前時間為幾百微妙到數(shù)毫秒），使系統(tǒng)能及時對掉電作出保護(hù)反應(yīng)——在掉電中斷子程序中，首先進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)，把當(dāng)時的重要參數(shù)、中間結(jié)果以及輸入輸出狀態(tài)作出妥善處理，并在片內(nèi)RAM中設(shè)置掉電標(biāo)志。當(dāng)電源恢復(fù)正常時，CPU重新復(fù)位，復(fù)位后應(yīng)首先檢查是否有掉電標(biāo)記。如果沒有，按一般開機(jī)程序執(zhí)行，即首先系統(tǒng)初始化；如果有掉電標(biāo)記，則說明本次復(fù)位是掉電保護(hù)之后的復(fù)位，不應(yīng)將系統(tǒng)初始化，而應(yīng)按掉電中斷子程序相反的方式恢復(fù)現(xiàn)場，以一種合理的安全方式使系統(tǒng)繼續(xù)工作。這種監(jiān)控電路有許多，其中一種簡便實用的應(yīng)用電路見后面的圖8-31X5045與CPU的接口電路。上電時，電壓超過4.5V后，經(jīng)過約200ms的穩(wěn)定時間后RESET信號由高電平變?yōu)榈碗娖?；掉電時，當(dāng)電源電壓低于4.5V時，RESET信號立即變?yōu)楦唠娖剑笴PU響應(yīng)中斷申請并轉(zhuǎn)入掉電中斷子程序，進(jìn)行現(xiàn)場保護(hù)。第8章抗干擾技術(shù)

2．直流電源系統(tǒng)在自行研制的計算機(jī)控制系統(tǒng)中，無論是模擬電路還是數(shù)字電路，都需要低壓直流供電。為了進(jìn)一步抑制來自于電源方面的干擾，一般在直流電源側(cè)也要采用相應(yīng)的抗干擾措施。（1）交流電源變壓器的屏蔽把高壓交流變成低壓直流的簡單方法是用交流電源變壓器。因此，對電源變壓器設(shè)置合理的靜電屏蔽和電磁屏蔽，就是一種十分有效的抗干擾措施，通常將電源變壓器的一、二次繞組分別加以屏蔽，一次繞組屏蔽層與鐵心同時接地，如圖8-23（a）所示。在要求更高的場合，可采用層間也加屏蔽的結(jié)構(gòu)，如圖8-23（b）所示。第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)（2）采用直流開關(guān)電源直流開關(guān)電源是一種脈寬調(diào)制型電源，由于脈沖頻率高達(dá)20kHZ，所以甩掉了傳統(tǒng)的工頻變壓器，具有體積小、重量輕、效率高（＞70％）、電網(wǎng)電壓范圍大[（－20％～10％）×220V]、電網(wǎng)電壓變化時不會輸出過電壓或欠電壓、輸出電壓保持時間長等優(yōu)點。開關(guān)電源初、次級之間具有較好的隔離，對于交流電網(wǎng)上的高頻脈沖干擾有較強(qiáng)的隔離能力。現(xiàn)在已有許多直流開關(guān)電源產(chǎn)品，一般都有幾個獨立的電源，如±5V，±12V，±24V等。第8章抗干擾技術(shù)（3）采用DC-DC變換器如果系統(tǒng)供電電網(wǎng)波動較大，或者對直流電源的精度要求較高，就可以采用DC-DC變換器，它們可以將一種電壓的直流電源，變換成另一種電壓的直流電源。它們有升壓型或降壓型，或升壓/降壓型。DC-DC變換器具有體積小、性能價格比高、輸入電壓范圍大、輸出電壓穩(wěn)定（有的還可調(diào)）、環(huán)境溫度范圍廣等一系列優(yōu)點。顯然，采用DC-DC變換器可以方便地實現(xiàn)電池供電，從而制造便攜式或手持式計算機(jī)測控裝置。第8章抗干擾技術(shù)（4）每塊電路板的直流電源當(dāng)一臺計算機(jī)測控系統(tǒng)有幾塊功能電路板時，為了防止板與板之間的相互干擾，可以對每塊板的直流電源采取分散獨立供電環(huán)境。在每塊板上裝一塊或幾塊三端穩(wěn)壓集成塊（7805、7805、7812，7812等）組成穩(wěn)壓電源，每個功能板單獨對電壓過載進(jìn)行保護(hù)，不會因為某個穩(wěn)壓塊出現(xiàn)故障而使整個系統(tǒng)遭到破壞，而且也減少了公共阻抗的相互耦合，大大提高供電的可靠性，也有利于電源散熱。第8章抗干擾技術(shù)（5）集成電路塊的VCC加旁路電容集成電路的開關(guān)高速動作時會產(chǎn)生噪聲，因此無論電源裝置提供的電壓多么穩(wěn)定，VCC和GND端也會產(chǎn)生噪聲。為了降低集成電路的開關(guān)噪聲，在印制線路板上的每一塊IC上都接入高頻特性好的旁路電容，將開關(guān)電流經(jīng)過的線路局限在板內(nèi)一個極小的范圍內(nèi)。旁路電容可用0.01～0.1μF的陶瓷電容器，旁路電容器的引線要短而且緊靠需要旁路的集成器件的VCC或GND端，否則會毫無意義。第8章抗干擾技術(shù)8.2.6接地系統(tǒng)的抗干擾廣義的接地包含兩方面的意思，即接實地和接虛地。接實地指的是與大地連接；接虛地指的是與電位基準(zhǔn)點連接，當(dāng)這個基準(zhǔn)點與大地電氣絕緣，則稱為浮地連接。正確合理的接地技術(shù)對計算機(jī)控制系統(tǒng)極為重要，接地的目的有兩個：一是為了保證控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠地運行，防止地環(huán)路引起的干擾，常稱為工作接地；二是為了避免操作人員因設(shè)備的絕緣損壞或下降遭受觸電危險和保證設(shè)備的安全，這稱為保護(hù)接地。本節(jié)主要討論工作接地技術(shù)。第8章抗干擾技術(shù)在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，大致有以下幾種地線：模擬地、數(shù)字地、信號地、系統(tǒng)地、交流地和保護(hù)地。模擬地作為傳感器、變送器、放大器、A/D和D/A轉(zhuǎn)換器中模擬電路的零電位。模擬信號有精度要求，它的信號比較小，而且與生產(chǎn)現(xiàn)場連接。有時為區(qū)別遠(yuǎn)距離傳感器的弱信號地與主機(jī)的模擬地關(guān)系，把傳感器的地又叫信號地。數(shù)字地作為計算機(jī)各種數(shù)字電路的零電位，應(yīng)該與模擬地分開，避免模擬信號受數(shù)字脈沖的干擾。系統(tǒng)地是上述幾種地的最終回流點，直接與大地相連作為基準(zhǔn)零電位。第8章抗干擾技術(shù)交流地是計算機(jī)交流供電的動力線地或稱零線，它的零電位很不穩(wěn)定。在交流地上任意兩點之間往往就有幾伏乃至幾十伏的電位差存在。另外，交流地也容易帶來各種干擾。因此，交流地絕不允許與上述幾種地相連，而且交流電源變壓器的絕緣性能要好，絕對避免漏電現(xiàn)象。保護(hù)地也叫安全地、機(jī)殼地或屏蔽地，目的是使設(shè)備機(jī)殼與大地等電位，以避免機(jī)殼帶電影響人身及設(shè)備安全。以上這些地線如何處理，是接地還是浮地？是一點接地還是多點接地？這些是實時控制系統(tǒng)設(shè)計、安裝、調(diào)試中的重要問題。第8章抗干擾技術(shù)1．單點接地與多點接地根據(jù)接地理論分析，低頻電路應(yīng)單點接地，這主要是避免形成產(chǎn)生干擾的地環(huán)路；高頻電路應(yīng)該就近多點接地，這主要是避免“長線傳輸”引入的干擾。一般來說，當(dāng)頻率低于1MHZ時，采用單點接地方式為好；當(dāng)頻率高于10MHZ時，采用多點接地方式為好；而在1~10MHZ之間，如果采用單點接地，其地線長度不得超過波長的1/20，否則應(yīng)采用多點接地方式。在工業(yè)控制系統(tǒng)中，信號頻率大多小于1MHZ，所以通常采用單點接地方式，如圖８-24所示。第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)2．分別回流法單點接地在計算機(jī)控制系統(tǒng)中，各種地一般應(yīng)采用分別回流法單點接地。模擬地、數(shù)字地、安全地的分別回流法如圖8-25所示。匯流條由多層銅導(dǎo)體構(gòu)成，截面呈矩形，各層之間有絕緣層。采用多層匯流條以減少自感，可減少干擾的竄入途徑。在稍考究的系統(tǒng)中，分別使用橫向匯流條及縱向匯流條，機(jī)柜內(nèi)各層機(jī)架之間分別設(shè)置匯流條，以最大限度減小公共阻抗的影響。在空間將數(shù)字地匯流條與模擬地匯流條間隔開，以避免通過匯流條間電容產(chǎn)生耦合。安全地（機(jī)殼地）始終與模擬地和數(shù)字地隔離開。這些地之間只是在最后才匯聚一點，而且常常通過銅接地板交匯，然后用線徑不小于30mm2的多股軟銅線焊接在接地板上深埋地下。第8章抗干擾技術(shù)圖8-25單點回流法接地方式第8章抗干擾技術(shù)3．輸入系統(tǒng)的接地在計算機(jī)控制輸入系統(tǒng)中，傳感器、變送器和放大器通常采用屏蔽罩，而信號的傳送往往使用屏蔽線。對于屏蔽層的接地要慎重，也應(yīng)遵守單點接地原則。輸入信號源有接地和浮地兩種情況，接地電路也有兩種情況。在圖8-26（a）中，信號源端接地，而接收端放大器浮地，則屏蔽層應(yīng)在信號源端接地（A點）。而圖8-26（b）卻相反，信號源浮地，接收端接地，則屏蔽層應(yīng)在接收端接地（B點）。這樣單點接地是為了避免在屏蔽層與地之間的回路電流，從而通過屏蔽層與信號線間的電容產(chǎn)生對信號線的干擾。一般輸入信號比較小，而模擬信號又容易接受干擾。因此，對輸入系統(tǒng)的接地和屏蔽應(yīng)格外重視。第8章抗干擾技術(shù)圖8-26輸入系統(tǒng)接地方式第8章抗干擾技術(shù)高增益放大器常常用金屬罩屏蔽起來，但屏蔽罩的接地也要合理，否則將引起干擾。放大器與屏蔽罩間存在寄生電容，如圖8-27（a）所示，由圖8-27（b）的等效電路可以看出，寄生電容C1和C2使放大器的輸出端到輸人端有一反饋通路，如不將此反饋消除，放大器可能產(chǎn)生振蕩。解決的辦法就是將屏蔽罩接到放大器的公共端，如8-27（C）所示。這樣便將寄生電容短路了，從而消除了反饋通路。第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)4．印制線路板的地線分布設(shè)計印制線路板應(yīng)遵守下列原則，以免系統(tǒng)內(nèi)部地線產(chǎn)生干擾。（1）TTL，CMOS器件的地線要呈輻射狀，不能形成環(huán)形。（2）印制線路板上的地線要根據(jù)通過的電流大小決定其寬度，不要小于3mm，在可能的情況下，地線越寬越好。（3）旁路電容的地線不能長，應(yīng)盡量縮短。（4）大電流的零電位地線應(yīng)盡量寬，而且必須和小信號的地分開。第8章抗干擾技術(shù)5．主機(jī)系統(tǒng)的接地計算機(jī)本身接地，同樣是為了防止干擾，提高可靠性。下面介紹三種主機(jī)接地方式。（l）全機(jī)一點接地計算機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)架內(nèi)采用圖8-25所示的分別回流法接地方式。主機(jī)地與外部設(shè)備地的連接采用一點接地，如圖8-28所示。為了避免多點接地，各機(jī)柜用絕緣板墊起來。這種接地方式安全可靠，有一定的抗干擾能力，一般接地電阻選為4~10Ω左右。接地電阻越小越好，但接地電阻越小，接地極的施工就越困難。第8章抗干擾技術(shù)圖8-28全機(jī)一點接地第8章抗干擾技術(shù)（2）主機(jī)外殼接地，機(jī)芯浮空為了提高計算機(jī)系統(tǒng)的抗干擾能力，將主機(jī)外殼作為屏蔽罩接地，而把機(jī)內(nèi)器件架與外殼絕緣，絕緣電阻大于50MΩ，即機(jī)內(nèi)信號地浮空，如圖8-29所示。這種方法安全可靠，抗干擾能力強(qiáng)，但制造工藝復(fù)雜，一旦絕緣電阻降低就會引入干擾。第8章抗干擾技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)（3）多機(jī)系統(tǒng)的接地在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中，多臺計算機(jī)之間相互通信，資源共享。如果接地不合理，將使整個網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)無法正常工作。近距離的幾臺計算機(jī)安裝在同一機(jī)房內(nèi)，可采用類似圖8-28那樣的多機(jī)一點接地方法。對于遠(yuǎn)距離的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，多臺計算機(jī)之間的數(shù)據(jù)通信，通過隔離的辦法把地分開。例如，采用變壓器隔離技術(shù)、光電隔離技術(shù)或無線通信技術(shù)。第8章抗干擾技術(shù)8.3軟件抗干擾措施

引言

8.3.1指令冗余技術(shù)

8.3.2軟件陷阱技術(shù)第8章抗干擾技術(shù)引言介紹了這么多的硬件電路抗干擾措施，再來看看軟件上又有哪些好的措施。首先是在控制系統(tǒng)的輸入輸出通道中，采用某種計算方法對通道的信號進(jìn)行數(shù)字處理，以削弱或濾除干擾噪聲，這就是在7.2節(jié)中討論過的數(shù)字濾波方法。這是一種廉價而有效的軟件程序濾波，在控制系統(tǒng)中被廣泛采用。而對于那些可能穿過通道而進(jìn)入CPU的干擾，可采取指令冗余、軟件陷阱以及程序運行監(jiān)視等措施來使CPU恢復(fù)正常工作。第8章抗干擾技術(shù)8.3.1指令冗余技術(shù)當(dāng)計算機(jī)系統(tǒng)受到外界干擾，破壞了CPU正常的工作時序，可能造成程序計數(shù)器PC的值發(fā)生改變，跳轉(zhuǎn)到隨機(jī)的程序存儲區(qū)。當(dāng)程序跑飛到某一單字節(jié)指令上，程序便自動納入正軌；當(dāng)程序跑飛到某一雙字節(jié)指令上，有可能落到其操作數(shù)上，則CPU會誤將操作數(shù)當(dāng)操作碼執(zhí)行；當(dāng)程序跑飛到三字節(jié)指令上，因它有兩個操作數(shù)，出錯的機(jī)率會更大。為了解決這一問題，可采用在程序中人為地插入一些空操作指令NOP或?qū)⒂行У膯巫止?jié)指令重復(fù)書寫，此即指令冗余技術(shù)。由于空操作指令為單字節(jié)指令，且對計算機(jī)的工作狀態(tài)無任何影響，這樣就會使失控的程序在遇到該指令后，能夠調(diào)整其PC值至正確的軌道，使后續(xù)的指令得以正確地執(zhí)行。第8章抗干擾技術(shù)但我們不能在程序中加入太多的冗余指令，以免降低程序正常運行的效率。一般是在對程序流向起決定作用的指令之前以及影響系統(tǒng)工作狀態(tài)的重要指令之前都應(yīng)插入兩、三條NOP指令，還可以每隔一定數(shù)目的指令插入NOP指令，以保證跑飛的程序迅速納入正確軌道。指令冗余技術(shù)可以減少程序出現(xiàn)錯誤跳轉(zhuǎn)的次數(shù)，但不能保證在失控期間不干壞事，更不能保證程序納入正常軌道后就太平無事了。解決這個問題還必須采用軟件容錯技術(shù)，使系統(tǒng)的誤動作減少，并消滅重大誤動作。第8章抗干擾技術(shù)8.3.2軟件陷阱技術(shù)指令冗余使跑飛的程序安定下來是有條件的，首先跑飛的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到冗余指令。當(dāng)跑飛的程序落到非程序區(qū)(如EPROM中未使用的空間、程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū))時，對此情況采取的措施就是設(shè)立軟件陷阱。軟件陷阱，就是在非程序區(qū)設(shè)置攔截措施，使程序進(jìn)入陷阱，即通過一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將跑飛的程序引向一個指定的地址，在那里有一段專門對程序出錯進(jìn)行處理的程序。如果我們把這段程序的入口標(biāo)號稱為ERROR的話，軟件陷阱即為一條JMPERROR指令。為加強(qiáng)其捕捉效果，一般還在它前面加上兩條NOP指令，因此真正的軟件陷阱是由3條指令構(gòu)成：第8章抗干擾技術(shù)NOPNOPJMPERROR軟件陷阱安排在以下四種地方：未使用的中斷向量區(qū)，未使用的大片ROM空間，程序中的數(shù)據(jù)表格區(qū)以及程序區(qū)中一些指令串中間的斷裂點處。由于軟件陷阱都安排在正常程序執(zhí)行不到的地方，故不影響程序的執(zhí)行效率，在當(dāng)前EPROM容量不成問題的條件下，還應(yīng)多多安插軟件陷阱指令。

第8章抗干擾技術(shù)8.4程序運行監(jiān)視系統(tǒng)引言8.4.1WatchdogTimer工作原理

8.4.2WatchdogTimer實現(xiàn)方法第8章抗干擾技術(shù)引言工業(yè)現(xiàn)場難免會出現(xiàn)瞬間的尖峰高能脈沖干擾，可能會長驅(qū)直入作用到CPU芯片上，使正在執(zhí)行的程序跑飛到一個臨時構(gòu)成的死循環(huán)中，這時候的指令冗余和軟件陷阱技術(shù)也無能為力，系統(tǒng)將完全癱瘓。此時必須強(qiáng)制系統(tǒng)復(fù)位，擺脫死循環(huán)。由于操作者不可能一直監(jiān)視系統(tǒng)，這就需要一個獨立于CPU之外的監(jiān)視系統(tǒng)，在程序陷入死循環(huán)時，能及時發(fā)現(xiàn)并自動復(fù)位系統(tǒng)，這就是看守大門作用的程序運行監(jiān)視系統(tǒng)，國外稱為“WatchdogTimer”，即看門狗定時器或看門狗。第8章抗干擾技術(shù)8.4.1WatchdogTimer工作原理為了保證程序運行監(jiān)視系統(tǒng)的可靠性，監(jiān)視系統(tǒng)中必須包括一定的硬件部分，且應(yīng)完全獨立于CPU之外，但又要與CPU保持時時刻刻的聯(lián)系。因此，程序運行監(jiān)視系統(tǒng)是硬件電路與軟件程序的巧妙結(jié)合。圖8-30給出了Watc