第九章 單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)

第9章單片機(jī)系統(tǒng)的抗干擾技術(shù)熟悉單片機(jī)系統(tǒng)的各種干擾來源及形式學(xué)會(huì)供電系統(tǒng)及過程通道的抗干擾措施能說出在印制電路板設(shè)計(jì)中體現(xiàn)的抗干擾措施學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)軟件陷阱及看門狗電路9.1干擾的來源

在日常生活中，經(jīng)常會(huì)遇到這樣一些現(xiàn)象。比如聽收音機(jī)時(shí)，有汽車經(jīng)過，喇叭就會(huì)出現(xiàn)刺耳的噪聲，這就是干擾。所謂干擾，就是有用信號(hào)外的噪聲或造成惡劣影響的變化部分的總稱。

在進(jìn)行單片機(jī)應(yīng)用產(chǎn)品的開發(fā)過程中，我們經(jīng)常會(huì)碰到一個(gè)很棘手的問題，即在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下系統(tǒng)運(yùn)行很正常，但小批量生產(chǎn)并安裝在工作現(xiàn)場(chǎng)后，卻出現(xiàn)一些不太規(guī)律、不太正常的現(xiàn)象。究其原因主要是系統(tǒng)的抗干擾設(shè)計(jì)不全面，導(dǎo)致應(yīng)用系統(tǒng)的工作不可靠。引起單片機(jī)控制系統(tǒng)干擾的主要原因有以下幾類：（1）供電系統(tǒng)的干擾

眾所周知，電源開關(guān)的通斷、電機(jī)和大的用電設(shè)備的啟停會(huì)使供電電網(wǎng)發(fā)生波動(dòng)，受這些因素的影響，電網(wǎng)上常常出現(xiàn)幾百伏、甚至幾千伏的尖峰脈沖干擾，這就會(huì)使同一電網(wǎng)供電的單片機(jī)控制系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。這種干擾是危害最嚴(yán)重也是最廣泛的一種干擾形式。（2）過程通道的干擾

在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，開關(guān)量輸入、輸出和模擬量輸入、輸出通道是必不可少的。這些通道不可避免地會(huì)使各種干擾直接進(jìn)入單片機(jī)系統(tǒng)。同時(shí)，在這些輸入輸出通道中的控制線及信號(hào)線彼此之間會(huì)通過電磁感應(yīng)而產(chǎn)生干擾，從而使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的程序錯(cuò)誤，甚至?xí)拐麄€(gè)系統(tǒng)無法正常運(yùn)行。（3）空間電磁波的干擾

空間干擾主要來自太陽及其它天體輻射電磁波、廣播電臺(tái)或通訊發(fā)射臺(tái)發(fā)出的電磁波及各種周圍電氣設(shè)備發(fā)射的電磁干擾等。如果單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)工作在電磁波較強(qiáng)的區(qū)域而沒有采取相關(guān)的防護(hù)措施，就容易引起干擾。但這種干擾一般可通過適當(dāng)?shù)钠帘渭敖拥卮胧┘右越鉀Q。因此，針對(duì)以上出現(xiàn)的問題，我們必須采用有效措施以提高單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)抗干擾的能力。9.2主要干擾通道及抗干擾措施9.2.1供電系統(tǒng)干擾及抗干擾措施1、供電干擾的種類

如果把電源電壓變化持續(xù)時(shí)間定為Δt，那么，根據(jù)Δt的大小可以把電源干擾分為四種情況：（1）過壓、欠壓、停電：當(dāng)Δt>1s時(shí)產(chǎn)生的干擾，解決辦法是使用各種穩(wěn)壓器、電源調(diào)節(jié)器，對(duì)短時(shí)停電可用不間斷電源（UPS）供電。（2）浪涌、下陷、半周降出：當(dāng)1s>Δt>10ms時(shí)產(chǎn)生的干擾，可使用快速響應(yīng)的交流電源調(diào)壓器克服。（3）尖峰電壓：當(dāng)Δt為μs量級(jí)時(shí)產(chǎn)生的干擾，解決辦法是使用具有噪聲抑制能力的交流電源調(diào)節(jié)器、參數(shù)穩(wěn)壓器或超隔離變壓器。

（4）射頻干擾：當(dāng)Δt為ns量級(jí)時(shí)產(chǎn)生的干擾，可加2~3節(jié)低通濾波器消除干擾。2、抗干擾設(shè)計(jì)

在單片機(jī)系統(tǒng)中，為了提高供電系統(tǒng)的質(zhì)量，防止竄入干擾，建議采用如下措施：（1）單片機(jī)輸入電源與強(qiáng)電設(shè)備動(dòng)力電源分開。（2）采用具有靜電屏蔽和抗電磁干擾的隔離電源變壓器。

隔離變壓器的初級(jí)和次級(jí)之間均采用隔離屏蔽層（可用漆包線或銅等非導(dǎo)磁材料在初級(jí)和次級(jí)繞一層，但電氣上不能與初級(jí)、次級(jí)線圈短路，而后引出一個(gè)頭接地）。各初級(jí)、次級(jí)間的靜電屏蔽與初級(jí)間的零電位線相接，再用電容耦合接地。如圖所示。（3）交流進(jìn)線端加低通濾波器，可濾掉高頻干擾。安裝時(shí)外殼要加屏蔽并使其良好接地，濾波器的輸入、輸出引線必須相互隔離，以防止感應(yīng)和輻射耦合。直流輸出部分采用大容量電解電容進(jìn)行平滑濾波。（4）對(duì)于功率不大的小型或微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，為了抑制電網(wǎng)電壓起伏的影響，可設(shè)置交流穩(wěn)壓器。（5）采用獨(dú)立功能塊單獨(dú)供電，并用集成穩(wěn)壓塊實(shí)現(xiàn)兩級(jí)穩(wěn)壓。例如主板電源先用7809穩(wěn)壓到9V，再用7805穩(wěn)壓到5V。如圖9—2所示。（6）盡量提高接口器件的電源電壓，提高接口的抗干擾能力。例如用光耦合器輸出端驅(qū)動(dòng)直流繼電器，選用直流24V繼電器比6V繼電器效果好。9.2.2過程通道干擾及抗干擾措施圖9-2供電系統(tǒng)配置圖

過程通道是系統(tǒng)輸入、輸出以及單片機(jī)之間進(jìn)行信息傳輸?shù)穆窂健Ｓ捎谳斎胼敵鰧?duì)象與單片機(jī)之間的連接線長(zhǎng)，容易串入干擾，必須采用隔離技術(shù)、雙絞線傳輸、阻抗匹配等措施抑制。（1）光電隔離器

光電耦合器是把一個(gè)發(fā)光二極管和一個(gè)光敏三極管封裝在一個(gè)外殼里的器件，光電耦合器的電路符號(hào)如圖9—3所示。輸入信號(hào)使發(fā)光二極管發(fā)光，其光線又使光敏三極管產(chǎn)生電信號(hào)輸出，從而既完成了信號(hào)的傳遞，又實(shí)現(xiàn)了電氣上的隔離，如圖9—4所示。對(duì)啟動(dòng)或停止負(fù)荷不太大的設(shè)備，常采用光電耦合器來抑制輸出通道的干擾。圖9—4開關(guān)量輸入光電隔離電路圖9—3光電隔離器圖形符號(hào)1、開關(guān)量隔離

常用的開關(guān)量隔離器有光電隔離器、繼電器、光電隔離固態(tài)繼電器(SSR)。

如果輸出開關(guān)量是用于控制大負(fù)荷設(shè)備時(shí)，就需采用繼電器隔離輸出。因?yàn)槔^電器觸點(diǎn)的負(fù)載能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于光電隔離的負(fù)載能力，它能直接控制動(dòng)力回路。在采用繼電器做開關(guān)量隔離輸出時(shí)，要在單片機(jī)輸出端的鎖存器74LS273與繼電器間設(shè)置一個(gè)OC門驅(qū)動(dòng)器。用以提供較高的驅(qū)動(dòng)電流。如圖9—5所示。圖9—5開關(guān)量繼電器隔離電路（2）繼電器

雙向晶閘管是在普通晶閘管的基礎(chǔ)上發(fā)展而成的，它也是一種常用的大功率半導(dǎo)體器件，具有弱電控制，強(qiáng)電輸出的特點(diǎn)，只需要很小的功率，就可以控制較大的電流。圖9-6（a）給出了普通小功率雙向晶閘管的外形及引腳排列。

（a）普通小功率雙向晶閘管的外形（b）結(jié)構(gòu)符號(hào)圖9-6雙向晶閘管的外形及結(jié)構(gòu)符號(hào)（3）雙向晶閘管2、A/D、D/A與單片機(jī)之間的隔離措施（1）模擬量隔離

對(duì)A/D、D/A變換前后的模擬信號(hào)進(jìn)行隔離，是常用的一種方法。通常采用隔離型放大器對(duì)模擬量進(jìn)行隔離。但所用的隔離型放大器必須滿足A/D、D/A變換的精度和線性要求。圖9—9數(shù)字量隔離

利用若干個(gè)鎖存器對(duì)高速的地址信號(hào)、控制信號(hào)及數(shù)據(jù)進(jìn)行鎖存．然后用該信號(hào)對(duì)A/D、D/A芯片進(jìn)行操作，完成多路開關(guān)的選通，進(jìn)行A/D、D/A變換。換言之，A/D變換時(shí)，先將模擬量變?yōu)閿?shù)字量進(jìn)行隔離，然后再送入單片機(jī)。D/A變換時(shí)，先將數(shù)字量進(jìn)行隔離，然后進(jìn)行D/A變換。如圖9—9所示。（2）數(shù)字量隔離

雙絞線是較常用的一種傳輸線。與同軸電纜相比，其波阻抗高、抗共模噪聲能力強(qiáng)，對(duì)電磁場(chǎng)具有一定抑制效果。根據(jù)傳送距離不同，雙絞線使用方法不同。當(dāng)用雙絞線傳輸與光電耦合器配合使用時(shí)，可按圖9—10所示的方式連接。圖中（a）是集電極開路驅(qū)動(dòng)器與光電耦合器的一般情況。（b）是開關(guān)接點(diǎn)通過雙絞線與光電耦合器連接的情況。如光電耦合器的光敏晶體管的基極上接有電容（12pF~0.01μF）及電阻（10~20M），且后面連接施密特集成電路驅(qū)動(dòng)器，則會(huì)大大加強(qiáng)抗噪聲能力，如圖（c）所示。3、利用雙絞線抑制長(zhǎng)線傳輸干擾圖9—10雙絞線與光電耦合器聯(lián)合使用4、機(jī)械觸點(diǎn)及交流、直流電路的噪聲抑制（1）機(jī)械觸點(diǎn)的抗干擾措施開關(guān)、按鈕、繼電器觸點(diǎn)等在操作時(shí)，經(jīng)常會(huì)發(fā)生抖動(dòng)，如不采取措施，則會(huì)造成誤動(dòng)作。這類器件可采用如圖9—11所示的辦法，以獲得沒有振蕩的邏輯信號(hào)。（a）濾波消抖電路（b）單穩(wěn)態(tài)電路（c）觸發(fā)器消抖電路（d）施密特電路圖9—11機(jī)械觸點(diǎn)的抗干擾措施（2）抑制反電動(dòng)勢(shì)的抗干擾措施

電機(jī)、變壓器、繼電器、電磁閥等工業(yè)電氣設(shè)備多為感性負(fù)載，投切時(shí)會(huì)產(chǎn)生很高的反電勢(shì)，這不僅可能損壞元件，而且會(huì)產(chǎn)生高頻的電磁波干擾其它電路，通過電源直接侵入到單片機(jī)裝置中。因此，在輸入/輸出通道中使用這類器件時(shí)，必須在繼電器線圈或開關(guān)觸頭兩端并接抗干擾電路，如圖9—12所示。其中，（a）（b）用于直流電流的干擾抑制；（c）圖電路對(duì)交、直流干擾均適用；（d）（e）用于接觸器和繼電器觸頭的兩端。（a）二極管—穩(wěn)壓管抑制電路（b）電阻—二極管抑制電路（c）R-C阻容抑制電路（d）（e）開關(guān)觸頭兩端的反電勢(shì)抑制電路圖9—12反電勢(shì)抑制電路☆9.3印制電路板及電路的抗干擾設(shè)計(jì)

在單片機(jī)系統(tǒng)中，印制電路板的設(shè)計(jì)好壞對(duì)抗干擾能力影響很大。印制電路板是用來支撐電路元件，并提供電路元件和器件之間電氣連接的重要組件。為了減少干擾，在印制電路板設(shè)計(jì)過程中必須遵循以下三大原則：

●盡量控制噪聲源；●盡量減小噪聲的傳播與耦合；●盡量增加噪聲的吸收。9.3.1印制電路板的尺寸及元件的選擇1．印制電路板大小要適中

如果印制電路板太大，會(huì)增加線路的阻抗及成本，降低抗干擾能力；太小，則散熱不好，而且線路間干擾也會(huì)大大增加。

2．合理配置去耦電容（1）直流電源輸入端應(yīng)跨接10~100μF以上的電解電容器。（2）原則上每個(gè)集成電路芯片的Vcc引腳都應(yīng)安置—個(gè)0.01μF的陶瓷電容器。也可每4~10個(gè)芯片安置一個(gè)1~10μF的鉭電容器。（3）對(duì)于抗噪聲能力弱、關(guān)斷時(shí)電流變化大的器件和ROM、RAM等存儲(chǔ)器件，應(yīng)在芯片的電源線（Vcc）和地線（GND）間直接接入去耦電容。（4）電容引線不能太長(zhǎng)，特別是高頻旁路電容不能帶引線。（5）在選用作為電路充電的儲(chǔ)能電容時(shí)，盡量采用大容量的鉭電容或聚脂電容，而不用電解電容。若使用電解電容則要與高頻特性好的去耦電容成對(duì)使用。如圖8—13所示為去耦電容的安裝位置圖。圖9—13去耦電容的安裝位置圖3．選擇時(shí)鐘頻率低的單片機(jī)及外部時(shí)鐘部件。4．元件的選擇盡量采用低速器件。5．對(duì)進(jìn)入電路板的信號(hào)源及從高噪聲區(qū)來的信號(hào)要加濾波，繼電器線圈處要加續(xù)流二極管。6．盡量不使用IC插座，而把IC直接焊在印制板上，這樣可減少IC插座間較大的分布電容。7．電源插接件與信號(hào)插接件要盡量遠(yuǎn)離，主要信號(hào)的插接件外面最好帶有屏蔽。

在安排插針信號(hào)時(shí)，用一部分插針為接地針，均勻分布于各信號(hào)針之間，起到隔離干擾的作用。信號(hào)針與接地針理想的比例為1：1。1．元件布置要合理分區(qū)。單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)通?？煞秩齾^(qū)，即模擬電路區(qū)（怕干擾）、數(shù)字電路區(qū)（既怕干擾、又產(chǎn)生干擾）、功率驅(qū)動(dòng)區(qū)（干擾源）。應(yīng)將這三個(gè)區(qū)合理分開，使它們相互間的信號(hào)耦合最小。2．印制電路板要按單點(diǎn)接電源、單點(diǎn)接地的原則送電。三個(gè)區(qū)的電源線、地線由該點(diǎn)分三路引出。3．噪聲元件與非噪聲元件要離得遠(yuǎn)一些。易產(chǎn)生噪聲的器件、小電流電路、大電流電路等應(yīng)盡量遠(yuǎn)離計(jì)算機(jī)邏輯電路，如有可能，應(yīng)另做電路板。4．時(shí)鐘發(fā)生器、晶振和CPU的時(shí)鐘輸入端要盡量靠近，并遠(yuǎn)離I/O線及接插件。8.3.2印制電路板的合理布局5．I/O驅(qū)動(dòng)器件、功率放大器件盡量靠近印制電路板的邊緣、靠近引出接插件。6．器件的布置上也應(yīng)考慮到散熱。最好把ROM、RAM、時(shí)鐘發(fā)生器等發(fā)熱較多的器件布置在印制板的偏上方部位（當(dāng)印制板豎直安裝時(shí)）或易通風(fēng)散熱的地方。單片機(jī)組件的參考布局如圖9—14所示。圖9—14單片機(jī)組件位置分配示意圖

1．正確處理電源線

根據(jù)印制線路板電流的大小，盡量加粗電源線寬度，減少環(huán)路電阻。同時(shí)，使電源線、地線的走向和數(shù)據(jù)傳遞的方向一致。電源線和地線最好分別設(shè)計(jì)在不同的版面上，以防雜物引起短路。(發(fā)熱與效率)9.3.3印制電路板的合理布線

一般銅線安全計(jì)算方法是：

2.5平方毫米銅電源線的安全載流量－－28A。

4平方毫米銅電源線的安全載流量－－35A。

6平方毫米銅電源線的安全載流量－－48A。

10平方毫米銅電源線的安全載流量－－65A。

16平方毫米銅電源線的安全載流量－－91A。

25平方毫米銅電源線的安全載流量－－120A。

如果是鋁線，線徑要取銅線的1.5-2倍。

100mil=2.54mm圖9—15接地的3種方式（1）正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)頻率小于1MHz時(shí)，應(yīng)盡量采用并聯(lián)單點(diǎn)接地，實(shí)際布線有困難時(shí)，可部分串聯(lián)后再并聯(lián)接地；當(dāng)頻率大于10MHz時(shí)，宜采用多點(diǎn)串聯(lián)接地；當(dāng)信號(hào)頻率在1~10MHz之間時(shí)，如地線長(zhǎng)度不超過波長(zhǎng)的1/20，可用單點(diǎn)接地,否則多點(diǎn)接地。3種接地方式如圖9—15所示。2．正確處理地線（2）將數(shù)字地、模擬地、電源地等分開走線，在一點(diǎn)上可靠連接。如圖9—16所示。圖9—16數(shù)字地與模擬地的正確連接（3）接地線應(yīng)盡量加粗，使它能通過三倍于印制板上的允許電流。一般接地線寬度應(yīng)在2~3mm以上。地線、電源線與信號(hào)線的關(guān)系是：地線＞電源線＞信號(hào)線。（4）使數(shù)字電路的接地線形成閉環(huán)路。（5）高頻部分盡量采用大面積包圍式地線。（1）用地線將時(shí)鐘振蕩電路圈起來，讓周圍電場(chǎng)趨近于零。（2）石英晶體振蕩器外殼要接地，時(shí)鐘線盡量短，且在石英晶體振蕩器下面要加大接地的面積，不要走其它信號(hào)線。（3）時(shí)鐘線垂直于I/O線，必要時(shí)要遠(yuǎn)離I/O線。3．時(shí)鐘振蕩電路的處理

數(shù)字電路中，閑置不用的門電路輸入端不能懸空。運(yùn)算放大器中，閑置不用的正輸入端接地，閑置的負(fù)輸入端與輸出端連接。單片機(jī)中不用的I/O口定義成輸出。單片機(jī)上有一個(gè)以上電源、接地端的，每一端都要接上，不要懸空。如圖9—17所示。圖9—17不用空閑端的處理方法4．閑置不用的引腳要做好處理（1）盡量使用多層板，過孔要盡量少。（2）電路板銅膜線的布線盡量使用45°的折線，不要使用90°折線，以減小高頻信號(hào)的發(fā)射。其布線方式如圖9—18所示。圖9—18銅膜線的布線方式5．信號(hào)線的布線（3）重要的信號(hào)線應(yīng)盡量短且要盡量粗，并在兩側(cè)加上保護(hù)地。將信號(hào)通過扁平電纜引出時(shí)，要使用地線—信號(hào)—地線……的結(jié)構(gòu)。（4）任何信號(hào)線都不要形成環(huán)路，如不可避免，環(huán)路應(yīng)盡量小。（5）對(duì)于A/D類器件，數(shù)字部分與模擬部分信號(hào)線不能交叉。對(duì)噪聲敏感的信號(hào)線不要與高速線、大電流線平行。☆9.4軟件的抗干擾設(shè)計(jì)

單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾不可能完全依靠硬件解決，軟件抗干擾設(shè)計(jì)也是防止和消除應(yīng)用系統(tǒng)故障的重要途徑。9.4.1單片機(jī)的數(shù)字濾波算法

限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）；中位值濾波法；算術(shù)平均濾波法；遞推平均濾波法（又稱滑動(dòng)平均濾波法）；中位值平均濾波法（又稱防脈沖干擾平均濾波法）；限幅平均濾波法；一階滯后濾波法；加權(quán)遞推平均濾波法；消抖濾波法；限幅消抖濾波法。

1、限幅濾波法（又稱程序判斷濾波法）

A、方法：

根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷，確定兩次采樣允許的最大偏差值（設(shè)為A）

每次檢測(cè)到新值時(shí)判斷：

如果本次值與上次值之差<=A,則本次值有效

如果本次值與上次值之差>A,則本次值無效,放棄本次值,用上次值代替本次值

B、優(yōu)點(diǎn)：

能有效克服因偶然因素引起的脈沖干擾

C、缺點(diǎn)

無法抑制那種周期性的干擾

平滑度差溫度2、中位值濾波法

A、方法：

連續(xù)采樣N次（N取奇數(shù)）

把N次采樣值按大小排列

取中間值為本次有效值

B、優(yōu)點(diǎn)：

能有效克服因偶然因素引起的波動(dòng)干擾

對(duì)溫度、液位的變化緩慢的被測(cè)參數(shù)有良好的濾波效果

C、缺點(diǎn)：

對(duì)流量、速度等快速變化的參數(shù)不宜3、算術(shù)平均濾波法

A、方法：

連續(xù)取N個(gè)采樣值進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算

N值較大時(shí)：信號(hào)平滑度較高，但靈敏度較低

N值較小時(shí)：信號(hào)平滑度較低，但靈敏度較高

N值的選?。阂话懔髁?，N=12；壓力：N=4

B、優(yōu)點(diǎn)：

適用于對(duì)一般具有隨機(jī)干擾的信號(hào)進(jìn)行濾波

這樣信號(hào)的特點(diǎn)是有一個(gè)平均值，信號(hào)在某一數(shù)值范圍附近上下波動(dòng)

C、缺點(diǎn)：

對(duì)于測(cè)量速度較慢或要求數(shù)據(jù)計(jì)算速度較快的實(shí)時(shí)控制不適用

比較浪費(fèi)RAM工頻干擾4、遞推平均濾波法（又稱滑動(dòng)平均濾波法）

A、方法：

把連續(xù)取N個(gè)采樣值看成一個(gè)隊(duì)列；隊(duì)列的長(zhǎng)度固定為N

每次采樣到一個(gè)新數(shù)據(jù)放入隊(duì)尾,并扔掉原來隊(duì)首的一次數(shù)據(jù).(先進(jìn)先出原則)，把隊(duì)列中的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行算術(shù)平均運(yùn)算,就可獲得新的濾波結(jié)果

N值的選?。毫髁?，N=12；壓力：N=4；液面，N=4~12；溫度，N=1~4

B、優(yōu)點(diǎn)：

對(duì)周期性干擾有良好的抑制作用，平滑度高

適用于高頻振蕩的系統(tǒng)

C、缺點(diǎn)：

靈敏度低

對(duì)偶然出現(xiàn)的脈沖性干擾的抑制作用較差

不易消除由于脈沖干擾所引起的采樣值偏差

不適用于脈沖干擾比較嚴(yán)重的場(chǎng)合

比較浪費(fèi)RAM7、一階滯后濾波法

A、方法：

取a=0~1

本次濾波結(jié)果=（1-a）*本次采樣值+a*上次濾波結(jié)果

B、優(yōu)點(diǎn)：

對(duì)周期性干擾具有良好的抑制作用

適用于波動(dòng)頻率較高的場(chǎng)合

C、缺點(diǎn)：

相位滯后，靈敏度低

滯后程度取決于a值大小

踏板濾波9.4.2程序運(yùn)行失常的軟件對(duì)策

一旦單片機(jī)因干擾而使得程序計(jì)數(shù)器PC偏離了原定的值，程序便脫離正常運(yùn)行軌道，出現(xiàn)操作數(shù)數(shù)值改變或?qū)⒉僮鲾?shù)當(dāng)作操作碼的“跑飛”現(xiàn)象。此時(shí)，可采用軟件陷阱和“看門狗”技術(shù)使程序恢復(fù)到正常狀態(tài)。1、設(shè)置軟件陷阱所謂軟件陷阱，是指一些可以使混亂的程序恢復(fù)正常運(yùn)行或使“跑飛“的程序恢復(fù)到初始狀態(tài)的—系列指令。其主要形式見表9—2。表9—2軟件陷阱的兩種指令形式及適用范圍形式軟件陷阱形式對(duì)應(yīng)入口形式適用范圍1NOPNOPLJMP0000H0000H：LJMPMAIN；運(yùn)行程序①雙字節(jié)指令和3字節(jié)指令之后②0003H~0030H地址未使用的中斷區(qū)③跳轉(zhuǎn)指令及子程序調(diào)用和返回指令之后④程序段之間的未用區(qū)域⑤數(shù)據(jù)表格及散轉(zhuǎn)表格的最后⑥每隔一些指令(一般為十幾條指令)后2LJMP0202HLJMP0000H0000H：LJMPMAIN；運(yùn)行主程序：0202H：LJMP0000H：注：形式一的機(jī)器碼為0000020000（十六進(jìn)制）形式二的機(jī)器碼為020202020000（十六進(jìn)制）

當(dāng)未使用的中斷因干擾而開放時(shí)，在對(duì)應(yīng)的中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱，就能及時(shí)捕捉到錯(cuò)誤的中斷。在中斷服務(wù)程序中要注意：返回指令用RETI，也可用LJMP。其中斷服務(wù)程序形式為以下兩種：形式一：形式二：NOPNOPPOPdirect1POPdirect2LJMP0000HNOPNOPPOPdirect1 ；將原先斷點(diǎn)彈出POPdirect2PUSH00H ；斷點(diǎn)地址改為0000HPUSH00HRETI（1）未使用的中斷區(qū)

單片機(jī)系統(tǒng)中使用的EPROM很少能夠全部用完，這些非程序區(qū)可用0000020000或020202020000數(shù)據(jù)填滿。需要注意的是，最后一條填入數(shù)據(jù)應(yīng)為020000。當(dāng)程序“跑飛”進(jìn)入此區(qū)后，便會(huì)迅速自動(dòng)入軌。（2）未使用的EPROM空間

單片機(jī)系統(tǒng)尋址空間為64K。如果系統(tǒng)僅選用了一片2764，其地址空間為8K，那么還有56K地址空間閑置。當(dāng)程序“跑飛”到這些空間時(shí)，讀入數(shù)據(jù)將為FFH，這是“MOVR7，A”指令的機(jī)器碼，此代碼的執(zhí)行將修改R7中的內(nèi)容。因此，可采用圖9—19所示電路來避免。圖中74LS08為四二與門，當(dāng)PC落入2000H~FFFFH這段閑置空間時(shí)，定有為高電平。當(dāng)執(zhí)行取指令操作時(shí)，為低電平，從而引起中斷，在中斷服務(wù)程序中設(shè)置軟件陷阱可將“跑飛”的程序