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微机监控直流屏抗干扰分析及其措施

2021-06-12

1引言微机监控直流屏广泛应用于工矿企业、变配电所及通讯等部门。直流屏是一种连续工作设备,其故障往往造成大面积停电停产,其抗干扰性及长时间工作的可靠性显得尤为重要。直流屏由8031单片机对其整个工作过程、状态及计算机系统本身进行监控,自诊断及自保护,对可能发生的故障具有早预告、报警功能,同时可自动指示故障点。为了提高该直流屏长期在强干扰环境下工作的可靠性,笔者除了在接地、屏蔽、隔光、浮空等方面采取了一系列措施外,还着重在软件及相关硬件方面采取了一系列有效措施。2控制软件存在的问题2.1软件控制状态参数的改变问题在微机系统及部分可编程控制器中使用的定时软件对于任何原因引起的软件锁死现象可通过超时限复位的方法很好地解决,但对于初始值可能由于干扰或其他原因产生的错误无能为力,因为大部分初始值的变异并不影响整个程序的执行时间,更为严重的是软件本身工作所需要的计时计数中断系统的状态参数也是在初始化过程中,指定并由中断控制寄存器加以保存的。一条错误的操作指令,传输指令或一次强烈的电磁干扰都可能变更其状态参数,一旦中断控制状态参数改变,将立即失效。在图1中,“写中断控制字”是初始化过程中的一步。在一般情况下,若运行时间没有超出设定值,程序将只是重新写入“计数值”,而不再理会“中断控制字”。直流屏开关量的口是经8255片及光电隔离后输入输出的。8255片中共有三个口(、、)和一个控制口,通过不同的地址可分别向这四个口传递参数,其中三个口的工作状态是由寄存于控制口内的参数决定的。本系统中使用了多块8255片,分别规定了输入输出状态,且其状态在整个程序运行过程中不变。规定好各口的状态后,在正常程序的运行中就可通过各有关口输入或输出数据了。但在实际使用中曾发现,经长期运行后偶尔会出现某执行机构并未按软件命令动作,软件(定时限软件)和硬件自动复位电路均没有动作,说明程序并未锁死。经观察分析后发现是相关的8255片状态的口子变为了输入或高阻状态,使相应数据无法传递造成执行机构失控。图1的应用框图此外,在中断状态,栈指针等原始参数初始化后,若不加处理也存在类似的问题。解决这一问题的方法就是对软件参数定期刷新,每过一定周期后(本直流屏系统约经过810后)软件转入执行初始化程序中的某一段,将可以并需要刷新的初始值全部重置一遍。通过软件的定期刷新可保证在软件没有弹飞的情况下初始值的设定长期保持正确。2.2软件的“弹飞”问题在软件的执行过程中是依据指令地址寄存器的内容决定执行哪一条指令的,同时也决定了指令是顺序执行还是跳转执行。目前应用的各类微机系统中,除了单字节指令外,还有大量的多字节指令。如-51系列单片机指令系统中就存在大量双字节和三字节指令。-51是8位机,每一立即数,从00至,对于来说都具有操作意义而可以作为操作指令加以执行。例如:“90080”就是指令,#0080的十六进制代码,其操作内容是将数据080送入埂六位间址寄存器中。在执行这条指令时先将“90”取入指令寄存器,通过译码或微指令决定了该指令的工作性质、内容及指令长度。指令地址寄存器在该指令执行后自动加三,指向下一条指令,跳过了紧跟在90后面的082,而不是像单字节指令那样将指令地址寄存器内容加一,因为90决定了该指令有三字节。由上述情况可以看出下一条指令的正确执行在很大程度上依赖于上一条指令的执行结果,尤其对于双字节或多字节指令更是如此。某条指令可能由于干扰或多字节指令在执行过程中出错,其结果可能会使指令的执行脱离正常轨道而造成混乱。例如在上述的“,#0080”指令中,若指令计数器因为出错没有加3。

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