摘要：单片机系统在星载仪器中往往担负着非常重要的任务，由于单片机对干扰属于敏感器件，容易受到干扰影响，导致整个系统瘫痪，因此在系统设计上应充分考虑抗干扰问题，以提高系统的可靠性。根据干扰产生的原因，结合实践，从硬件和软件两方面介绍了星载仪器中单片机系统抗干扰措施。 
关键词：单片机，抗干扰，硬件，软件 

1引言

目前，单片机系统在星载仪器中担负着非常重要的任务，星载仪器往往处于复杂的空间环境之中，存在着大量的干扰源，如高能带电粒子主要通过单粒子效应对单片机系统构成影响，使其发生单粒子翻转事件，将导致程序走向混乱，使系统无法正常工作。因此，在系统设计上充分考虑抗干扰设计，提高系统的可靠性尤为重要。对于单片机系统而言，干扰有两种，一是来源于系统外部环境和其它电气设备产生的干扰，通过传导和辐射等途径影响单片机系统正常工作；二是来源于系统内部，由系统结构、制造工艺等决定以及内部元器件在工作时产生干扰，通过地址、电源线、信号线、分布电容等传输，影响系统工作状态。单片机系统抗干扰措施主要从硬件、软件两个方面展开避错、容错设计，以提高系统的可靠性。

2干扰产生的原因

2.1干扰源

干扰源是指产生干扰的元件、设备或信号。产生的干扰包括：

（1）电磁干扰，如继电器开关启动、静电放电、电网电压波动等都可能引起不同程度的瞬变浪涌电压，会造成IC和半导体器件PN结烧毁、氧化层击穿等。

（2）人为干扰，如机械振动、继电器触点抖动、元器件安装和电路板布线引起的电磁耦合、接插件接触不良、虚焊、放大器自激、电源纹波等。

（3）环境因素干扰，如噪声和环境温湿度、以及太阳黑子的变化，空间粒子辐射等。

2.2干扰传输途径

    干扰对单片机系统的影响主要通过三种途径传输，包括：

（1）输入系统。一般情况下，星载仪器的检测对象往往是微弱物理信号，通过放大的运放电路和高精度A/D转换电路组成。如串入干扰，会使输入的模拟信号失真，数字信号出错，从而导致采集的数据误差增大。

（2）输出系统。一旦受到干扰，将使各输出信号混乱，不能正常反应单片机系统的真实输出。但一般单片机输出电路都具有较高的电平，不易受到干扰，需要注意的是其对其他电路的干扰影响。

（3）CPU系统。该干扰主要是由CPU内部时钟和噪声引起的，它可使单片机系统总线上的数字信号错乱，CPU得到错误的地址信号，使程序跑飞或死循环，导致输出错误，并将这个错误一直传递，造成系统失败。

2.3敏感器件

在星载仪器单片机系统中，通常会用到一些如A/D、D/A变换器、弱信号放大器等容易被干扰的器件，也是产生干扰的重要原因。

3单片机常用抗干扰技术

抗干扰就是针对干扰产生的性质、传播途径、侵入位置和侵入形式等，采取相应的方法来消除干扰源，抑制传播途径，减弱电路或元器件对噪声干扰的敏感性，使单片机系统能正常稳定地运行。

3.1抑制干扰源的干扰作用

针对不同的干扰源采取相应的措施，抑制干扰作用。

（1）       继电器线圈增加续流二极管，消除断开线圈时产生的反电动势干扰。

（2）       在继电器接点两端并接火花抑制电路，一般是RC串联电路，电阻一般选几K到几十K，电容选0.01uF，减少电火花影响。

（3）       尽可能将干扰源（与电机、继电器）与敏感器件（单片机）远离。

3.2硬件干扰抑制技术

硬件抗干扰具有效率高的特点，只要合理布置与选择有关参数，适当的硬件抗干扰措施就能抑制系统的绝大部分干扰。

3.2.1电源抗干扰设计

单片机系统对电源噪声很敏感，电源的通断、瞬时短路及电网串进来的干扰脉冲都会造成单片机误动作。主要措施为给电源加滤波电路和稳压器，以减少干扰。

3.2.2屏蔽干扰技术

在空间环境中，由于受空间带电粒子辐射，会造成抗辐射能力较低的器件发生翻转或锁定，严重时会使器件失效。可采用铝皮或钽皮遮挡，进行屏蔽加固。

星载仪器中，高灵敏的弱信号探测探头引线应用屏蔽线，避免外界信号的干扰。将可能产生电磁脉冲的部件如高压电源，以及灵敏度较高的部件如前置放大器等用金属罩屏蔽，以减少干扰。

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