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          微機監控直流屏抗干擾分析及其措施

          2021-06-12

          1引言微機監控直流屏廣泛應用于工礦企業、變配電所及通訊等部門。直流屏是一種連續工作設備,其故障往往造成大面積停電停產,其抗干擾性及長時間工作的可靠性顯得尤為重要。直流屏由8031單片機對其整個工作過程、狀態及計算機系統本身進行監控,自診斷及自保護,對可能發生的故障具有早預告、報警功能,同時可自動指示故障點。為了提高該直流屏長期在強干擾環境下工作的可靠性,筆者除了在接地、屏蔽、隔光、浮空等方面采取了一系列措施外,還著重在軟件及相關硬件方面采取了一系列有效措施。2控制軟件存在的問題2.1軟件控制狀態參數的改變問題在微機系統及部分可編程控制器中使用的定時軟件對于任何原因引起的軟件鎖死現象可通過超時限復位的方法很好地解決,但對于初始值可能由于干擾或其他原因產生的錯誤無能為力,因為大部分初始值的變異并不影響整個程序的執行時間,更為嚴重的是軟件本身工作所需要的計時計數中斷系統的狀態參數也是在初始化過程中,指定并由中斷控制寄存器加以保存的。一條錯誤的操作指令,傳輸指令或一次強烈的電磁干擾都可能變更其狀態參數,一旦中斷控制狀態參數改變,將立即失效。在圖1中,“寫中斷控制字”是初始化過程中的一步。在一般情況下,若運行時間沒有超出設定值,程序將只是重新寫入“計數值”,而不再理會“中斷控制字”。直流屏開關量的口是經8255片及光電隔離后輸入輸出的。8255片中共有三個口(、、)和一個控制口,通過不同的地址可分別向這四個口傳遞參數,其中三個口的工作狀態是由寄存于控制口內的參數決定的。本系統中使用了多塊8255片,分別規定了輸入輸出狀態,且其狀態在整個程序運行過程中不變。規定好各口的狀態后,在正常程序的運行中就可通過各有關口輸入或輸出數據了。但在實際使用中曾發現,經長期運行后偶爾會出現某執行機構并未按軟件命令動作,軟件(定時限軟件)和硬件自動復位電路均沒有動作,說明程序并未鎖死。經觀察分析后發現是相關的8255片狀態的口子變為了輸入或高阻狀態,使相應數據無法傳遞造成執行機構失控。圖1的應用框圖此外,在中斷狀態,棧指針等原始參數初始化后,若不加處理也存在類似的問題。解決這一問題的方法就是對軟件參數定期刷新,每過一定周期后(本直流屏系統約經過810后)軟件轉入執行初始化程序中的某一段,將可以并需要刷新的初始值全部重置一遍。通過軟件的定期刷新可保證在軟件沒有彈飛的情況下初始值的設定長期保持正確。2.2軟件的“彈飛”問題在軟件的執行過程中是依據指令地址寄存器的內容決定執行哪一條指令的,同時也決定了指令是順序執行還是跳轉執行。目前應用的各類微機系統中,除了單字節指令外,還有大量的多字節指令。如-51系列單片機指令系統中就存在大量雙字節和三字節指令。-51是8位機,每一立即數,從00至,對于來說都具有操作意義而可以作為操作指令加以執行。例如:“90080”就是指令,#0080的十六進制代碼,其操作內容是將數據080送入埂六位間址寄存器中。在執行這條指令時先將“90”取入指令寄存器,通過譯碼或微指令決定了該指令的工作性質、內容及指令長度。指令地址寄存器在該指令執行后自動加三,指向下一條指令,跳過了緊跟在90后面的082,而不是像單字節指令那樣將指令地址寄存器內容加一,因為90決定了該指令有三字節。由上述情況可以看出下一條指令的正確執行在很大程度上依賴于上一條指令的執行結果,尤其對于雙字節或多字節指令更是如此。某條指令可能由于干擾或多字節指令在執行過程中出錯,其結果可能會使指令的執行脫離正常軌道而造成混亂。例如在上述的“,#0080”指令中,若指令計數器因為出錯沒有加3。

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