单片机与DSP中的MCS51系列单片机软件抗干扰技术中的误区

摘要：文章指出了一种广泛流传的误解：在MCS-51系列单片机中，只要用指令使程序从起始地址开始执行，就可以复位单片机，摆脱干扰。通过一个简单的实验，揭示了软件复位的可靠方法。 　　有的单片机（如8098）有专门的复位指令，某些增强型MCS-51系统单片机虽然没有复位指令，但片内集成了WATCHDOG电路，故抗干扰也不成问题。而普及型MCS-51系列单片机（如8031和8032）既然无复位指令，又不带硬件WATCHDOS，如果没有外接硬件WATCHDOG电路，就必须采用软件抗干扰技术。常用的软件抗干扰技术有：软件陷阱、指令冗余、软件WATCHDOG等，它们的作用是在系统受干扰时能及时发现，再 在单片机与DSP应用中，MCS51系列单片机因其结构简单、成本低廉而广泛应用。然而，关于该系列单片机的软件抗干扰技术存在一些误解。普遍认为，通过指令使程序从起始地址执行即可实现单片机的复位，从而消除干扰。但实际上，这种做法并不总是可靠的。 MCS-51系列中的不同型号单片机有不同的复位机制。例如，8098单片机具备专门的复位指令，而一些增强型MCS-51系统单片机虽然没有复位指令，但内置了WATCHDOG（看门狗）电路，可以有效抵抗干扰。然而，像8031和8032这样的普及型MCS-51单片机既没有复位指令，也没有硬件WATCHDOG，因此在面对干扰时，单纯依赖指令复位是不够的。这时，就需要依赖软件抗干扰技术来确保系统的稳定性。 常见的软件抗干扰技术包括软件陷阱、指令冗余和软件WATCHDOG。软件陷阱是指在程序中设置特定的指令序列，当系统出现异常时，程序会自动跳转到这些陷阱位置，从而避免错误的进一步扩散。指令冗余则是通过重复执行关键指令来提高程序的容错性，即使部分指令被干扰，系统仍能正常运行。软件WATCHDOG则模仿硬件WATCHDOG的功能，通过定时检查系统状态，如果在预定时间内未收到程序的更新，就强制进行复位。 为了验证软件复位的有效性，可以通过简单的实验来演示。实验中，使用发光二极管LED作为状态指示器，按钮作为模拟干扰源。实验程序首先初始化系统，然后在主程序中设计死循环或陷阱，当检测到干扰标志时，程序会进入异常状态。此时，软件WATCHDOG计数器开始计数，如果在规定次数内未得到更新，系统将执行复位操作。 实验步骤中，首先观察正常运行情况，然后在主程序中引入死循环模拟干扰，中断子程序依然能正常运行。接着，利用定时器T1作为软件WATCHDOG，在主程序中复位计数器，并在中断子程序中增加计数器递增和判断，当达到预设次数时，触发软件复位。 通过这个实验，我们可以清晰地看到软件抗干扰技术在实际应用中的效果。对于那些不具备硬件复位或WATCHDOG的MCS51单片机，软件抗干扰技术显得尤为重要，它能够有效地预防和恢复由于外部干扰导致的程序异常，保证系统的稳定运行。 总结来说，理解并正确应用软件抗干扰技术对于MCS51系列单片机的可靠性和稳定性至关重要。开发者应当避免误解，正确使用软件陷阱、指令冗余和软件WATCHDOG等手段，以应对可能的干扰情况，确保单片机系统在复杂环境下的正常工作。