随着单片机的应用深入到各个领域,对单片机应用系统的可靠性提出了越来越高的要求。特别是对于工业控制,
交通管理、通信领域中的实时控制系统,最重要最基本的性能指标是系统的可靠性。因为这些系统一旦出现故障,
将造成生产过程的混乱、指挥或监视系统失灵,从而产生严重后果。单片机应用系统的可靠性通常是指在规定的条
件下,在规定的时间内完成规定功能的能力。规定的条件包括环境条件如温度、温度、振动、电磁干扰、供电条件
等。规定的时间是可靠性最重要的特征,以数学形式表示的基本参数(如可靠度、失效率、平均故障率、平均无故
障时间等)均与时间有关。所规定的功能随单片机应用系统的不同而不同。
单片机应用系统在实际工作过程中,可能会受到各种外部和内部的干扰,使系统发生异常状态。我们把瞬时的不
加修理也能恢复正常工作的异常状态(如接受到非法的命令或数据)称之为错误,而必须通过修理才能恢复正常工
作的异常状态称之为故障。减少系统的故障和错误,提高系统的可靠性措施如下:
《1》采用抗干扰措施,提高系统对环境的适应能力。
《2》提高元器件的质量。
《3》采用容错技术。
一、 抗干扰措施,来自供电系统、通过导线传输、电磁耦合等产生的电磁干扰信号,是单片机系统工作不稳定
的重要原因。下面简单地指出常见的干扰源和相应的一些抗干扰措施。
《1》抑制电源噪声
《2》抑制输入输出通道的干扰
《3》使用光隔离电路
《4》抑制电磁场干扰
二、提高元器件的可靠性,若系统外部存在的电磁场的干扰源或系统控制的对象本身就是电磁场干扰源(如控制
电机转速、控制继电器动作等情况),那么强烈的电磁感应也将影响系统的可靠性。电磁场干扰可以采用屏蔽的方
法加以解决。方法如下:
《1》对干扰源进行屏蔽
《2》对整个系统进行电磁屏蔽
三、提高元器件的可靠性,提高单片机应用系统中所有元器件的质量,以提高系统内在的可靠性,这也是关键性
的措施。系统硬件设计和加工时应注意如下一些问题。方法如下 :
《1》选用质量好的接插件,并设计好工艺结构。
《2》选用合格的电子元件,并进行严格的测试、筛选和优化。
《3》设计时技术参数留有一定和余量。
《4》提高印版和组装的质量。
四、采用容错技术,在提高系统的可靠性时采用一些容错技术,当系统在工作中万一发生错误或故障时,使系统
能及时地自动恢复或报警,以引起人工干预,减少损失。方法如下 :
《1》采用集散式系统
《2》信息冗余
《3》系统监视
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