3软件抗干扰技术

软件抗干扰技术是当系统受干扰后时系统恢复正常运行或输入信号受干扰后去伪求真的一种辅助方法，因此软件抗干扰是被动措施，而硬件抗干扰是主动措施。软件抗干扰技术所研究的主要内容，其一是采取软件的方法抑制叠加在模拟输入信号上噪声的影响，如数字滤波技术;其二是在因干扰而使运行程序发生混乱，导致程序乱飞和陷入死循环时，采取使程序纳入正轨的措施，这些措施可以由软件单独实现，也可以采用软硬件相结合的方法来实现。

对于已进入单片机的噪声，必须采取对应措施，尽量维持系统功能，避免导致严重后果。如果CPU已产生误动作或和存储器内容已被误修改，则应通过在应用程序中加入必要的代码进行自恢复。通常的软件抗干扰措施有：数字滤波方法、输入口信号重复检测方法、输出端口数据刷新方法、软件拦截技术(指令冗余、软件陷阱)、“看门狗”技术、发生故障时的自恢复等。以下是几种常用的方法：

(1)主动初始化

首先要保证上电或复位后软件能够正确地对单片机及其外围器件的各种功能、端口或方式、状态等实现初始化设置，其次在程序每次使用某功能单元前，都要尽可能地对相应的控制寄存器进行必要的设置。事实证明，这一措施能够大大提高系统对入侵干扰的自恢复性能。

(2)指令冗余化

程序指令在执行当中或锁存后，都有被噪声修改的可能，这会导致控制失效甚至引发事故，因此对重要指令应多次反复执行，这样就能纠正干扰造成的错误。对于频率不高的采集数据，应在一定时间内多次采集后进行滤波处理;对于向外输出的控制指令，应多次重复执行以确保输出控制信号的可靠性。通常，可以把重要指令设计成定时执行的模块，这样在整个程序的循环运行过程中可以反复得到执行，即便干扰信号改变了指令内容，也能及时自动恢复正常，尽量减少因故障造成的损失。

(3)数据冗余化

在干扰较大的环境中，将数据冗余备份，可以大大增加系统的纠错能力。对于重要数据应采用多备份，并增加专用于数据检查和恢复的代码。从可靠性角度出发，应尽量采用片内SRAM保存重要数据，当片内SRAM容量不够时，也可以考虑扩展外部非易失性SRAM作为数据存储器，这种芯片抗干扰性能很好，但价格较高。

(4)软件“看门狗”技术

又称程序监视技术，就是不断监视程序循环运行时间，若发现超过已知的循环设定时间，就强迫程序返回到入口处，使系统运行重新纳入正轨。其基本思路是：在主程序中对T0中断服务程序进行监视;在T1中断服务程序中对主程序进行监视;T0中断监视T1中断。从概率观点，这种相互依存、相互制约的抗干扰措施将使系统运行的可靠性大大提高。

4应用实例

通信电源系统的单片机软件运行在电磁干扰很强的环境中，尤其是整流模块机内监控软件运行在高频大功率整流模块内部，除了要求硬件设计抗干扰能力强以外，软件也要能够具备足够的抗干扰自纠错能力。

中兴智能通信电源系统正是在充分的硬件抗干扰设计基础上又恰当运用了软件抗干扰设计措施，抗受住了各种严格的可靠性检验，以优异的性能和质量获得了国际和国内用户的广泛好评，也赢得了荣誉。主要的软件抗干扰措施包括以下方面：