采用AVR单片机的小型采暖炉控制系统抗干扰设计

文章摘要：[3]吕强．单片机应用系统的抗干扰技术[J]．《科技信息》，2007，01：49~51 [4].李飙，任艺．单片机应用系统的抗干扰技术研究[J]．《职业时空》，2008，01： 86~88 [5]秦绪伟．浅析单片机抗干扰技术[J]．《今日科苑》，2008，20： [6]朱焕立，刘玉宾，王殿龙．基于单片机的小型家用燃气锅炉控制系统研究[J]．《微计算机信息》，2009，6-2：200-202[7]白焰．《分散控制系统与现场总线控制系统》(基础评选设计和应用)[M]．电力出版社出版，2001.3 [8]马潮．《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》[M]．北京航空航天大学出版社 2007-10 w

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[3]吕强．单片机应用系统的抗干扰技术[J]．《科技信息》，2007，01：49~51
[4].李飙，任艺．单片机应用系统的抗干扰技术研究[J]．《职业时空》，2008，01： 86~88
[5]秦绪伟．浅析单片机抗干扰技术[J]．《今日科苑》，2008，20：
[6]朱焕立，刘玉宾，王殿龙．基于单片机的小型家用燃气锅炉控制系统研究[J]．《微计算机信息》，2009，6-2：200-202
[7]白焰．《分散控制系统与现场总线控制系统》(基础评选设计和应用)[M]．电力出版社出版，2001.3
[8]马潮．《AVR单片机嵌入式系统原理与应用实践》[M]．北京航空航天大学出版社 2007-10

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2.4 输出驱动电路的抗干扰
输出驱动采用电磁继电器方式，通过电接点带动交流电机或直流电磁铁，尽管继电器具有一定的电磁隔离作用，但交流电机或电磁铁激磁线圈断开时会产生高压反电势产生串扰。解决的办法如图3(a)所示，在交流负载如电机两端并接一个高压电容C2，当驱动电路使继电器接点 K断开电机时产生的高压反电势可由并接在电机负载上的电容 C2来吸收掉。该电容大小应适当，一般取所带电机中分相电容 C1的十分之一即可。太小作用不明显，太大则影响分相电容的工作，以致启动力矩太小电机堵转。 
 

另外继电器内部的交流 220V接点离继电器线圈很近，很容易产生静电干扰，严重时会使液晶显示器乱码。实践证明继电器结构不同其抗静电干扰能力也不同。应尽量选择继电器线圈与接点距离较远的为好，如图3(b)中的 J2结构的继电器（JQX14F系列）等。
2.5 液晶显示器的抗干扰
显示电路采用 LCD汉字液晶显示。LCD液晶显示与 LED数码管显示相比具有信息量大，省电，且连接线路简单等优点。但液晶显示的一个致命弱点是抗静电干扰能力差，在使用中一旦有较强的干扰信号出现，显示器就会出现乱码或花屏。尤其是有汉字的液晶显示器花屏出现的机率更高。解决的方法是一方面尽量切断产生静电干扰的途径，另方面是减少液晶显示器本身产生静电干扰的条件。其中，后者更为重要。一般液晶显示器在结构上都有固定液晶显示器面板的金属框。如果在安装时该金属框直接接触外边的固定表盘，形成接触面，使液晶面板会通过金属框及外面固定的金属表盘之间产生电容效应，因而静电干扰不可避免。如图 4所示，要减少静电干扰就必须减少电容效应。具体解决的措施是：将开孔尺寸拓展到图中虚线位置。使得显示器的金属框远离仪表机壳，实测结果电容效应几乎为零。从而乱码和花屏现象不再出现。 
 

2.6外部看门狗与外部时钟
看门狗也称程序监视定时器。尽管 AVR单片机系统内也有该功能的设置，但在应用实践中发现当干扰严重时该功能会失效，即系统死机后单片机内部的看门狗也无法复位。故有必要在单片机外部单独设计看门狗电路。如图 5所示，由 MC4060芯片及外围电路构成一个看门狗电路。MC4060是一个带外接振荡的 14分频定时计数器，R18和 C2时间常数决定振荡频率。采用如图 5所示的参数时，该振荡频率经过 2秒左右时间后 14分频计数器将被记满，Q14由低电平变高电平经三极管 Q3构成的反相器使输出变为低电平，M16单片机被复位。程序正常运行时，会在规定的时间以内（2S左右）由程序向看门狗 MC4060芯片及时发清零（喂狗）信号，使定时计数器还没有记满就被清除，故不会产生复位信号；当程序“跑飞”时，看门狗便不能在规定的时间内得到清除（喂狗）信号，则看门狗将使 M16单片机复位使程序重新开始工作。

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