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單片機系統(tǒng)中的軟件抗干擾技術
單片機系統(tǒng)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(shù)：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(tǒng)的穩(wěn)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(shù)的情況。但只要PC指針落在單字節(jié)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(jié)指令，并在關鍵的地方人為插入一些單字節(jié)指令NOP，或?qū)⒂?BR>效的單字節(jié)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(jié)、三字節(jié)指令后面插入兩個單字節(jié)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(qū)。
軟件陷阱技術
當亂飛的程序進入非程序區(qū)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?shù)牡胤皆O置這樣的
指令：
NOP
NOP
LJMP 0000H
軟件陷阱主要安排在這樣一些區(qū)域：未使用的中斷區(qū)、未使用的EPROM空間及非EPROM空
間、程序運行區(qū)及中斷服務程序區(qū)。主要來看前三種：
1、未使用的中斷區(qū)
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(qū)
假設用了一片2764，但并沒有用完整個存儲區(qū)。這時候就可在未用的區(qū)域里填充上0200
00數(shù)據(jù)，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(tǒng)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(xiàn)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(shù)據(jù)將為FFH，這是 ：MOV R7，A 指令的機器碼，將修改R7的內(nèi)容。因
此，當程序亂飛入非EPROM芯片區(qū)后，不僅無法導入正規(guī)，而且破壞了R7的內(nèi)容。
當CPU讀程序存儲器的時候，伴隨著會產(chǎn)生一個PSEN信號， 就可利用這個信號，再加上
一個非EPROM區(qū)的地址譯碼信號，構(gòu)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?qū)胝?guī)�？磮D1：
也可通過硬件的方法用一個緩沖器直接給數(shù)據(jù)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(fā)生死循環(huán)，或者說程序跑飛。硬件看門狗是利用了一個定
時器，來監(jiān)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(xiàn)死循環(huán)，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(xiàn)， 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(jiān)控。對T0設
定一定的定時時間，當產(chǎn)生定時中斷的時候?qū)σ粋�變量進行賦值，而這個變量在主程序
運行的開始已經(jīng)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(fā)生了預期的變化，就說明T0中斷正常，如果沒
有發(fā)生變化則使程序復位。
T1 用來監(jiān)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(jiān)視。這樣就夠成了一個循環(huán)，T0監(jiān)視T1，T1監(jiān)視主程序，主
程序又來監(jiān)視T0，從而保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。
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