專利名稱：一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于機(jī)電技術(shù)領(lǐng)域，涉及ー種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，具體涉及ー種睡眠法消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾。
背景技術(shù)：
在以單片機(jī)為核心的智能控制設(shè)備和產(chǎn)品中，保障其可靠運(yùn)行是至關(guān)重要的。エ業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的情況下，為預(yù)防各種類型的干擾，人們?cè)谲浖陀布膬煞矫娌扇×嗽S多較為有效的措施，如加強(qiáng)電源濾波、光電隔離、直流電源隔離、交流噪聲濾波、設(shè)置軟件陷阱、増加看門狗實(shí)時(shí)監(jiān)控程序運(yùn)行等。雖然這些措施大大提高了應(yīng)用系統(tǒng)的抗干擾性能，多數(shù)情況下能夠保證單片機(jī)正常運(yùn)行，但是當(dāng)被控制對(duì)象為電機(jī)及繼電器等感性負(fù)載吋，尤其是當(dāng)被控制對(duì)象為開關(guān)型、大電流的感性負(fù)載時(shí)，負(fù)載對(duì)象從開啟或關(guān)閉到穩(wěn)定狀態(tài)期間將產(chǎn)生很強(qiáng)的瞬時(shí)干擾信號(hào)，單片機(jī)的運(yùn)行將會(huì)受到嚴(yán)重影響。火花干擾輕則使系統(tǒng)跑飛，重則使芯片燒毀，后果是很嚴(yán)重的。現(xiàn)有解決上述干擾問題的方法可分為硬件和軟件兩種。用硬件來消除干擾不但會(huì)增加額外經(jīng)濟(jì)及能源成本，而且使系統(tǒng)更為復(fù)雜，對(duì)于電機(jī)啟停時(shí)瞬時(shí)大電流造成的干擾效果不佳。而軟件消除干擾的方法主要分為以下三種:1、指令冗余。所謂“指令冗余”就是在ー些關(guān)鍵的地方人為地插入ー些單字節(jié)的空操作指令N0P。但是采用“指令冗余”是有條件的，首先“跑飛”的程序必須落到程序區(qū)，其次必須執(zhí)行到所設(shè)置的冗余指令，如果這兩個(gè)條件不滿足，則干擾會(huì)帶來很大的危害。2、軟件陷阱。所謂“軟件陷阱”就是一條引導(dǎo)指令，強(qiáng)行將捕獲的程序引向ー個(gè)指定地址，在那里有一段專門處理錯(cuò)誤的程序。但是“軟件陷阱”占用了大量的存儲(chǔ)器空間，所以它的使用很受限制。3、“看門狗”技木。所謂“看門狗”技術(shù)就是定期地把看門狗計(jì)時(shí)器清零來防止看門狗溢出產(chǎn)生中斷。當(dāng)程序跑飛時(shí)程序便無法“喂狗”，造成看門狗溢出，系統(tǒng)復(fù)位，從而消除干擾。但是電機(jī)啟停時(shí)產(chǎn)生的強(qiáng)電流干擾可能會(huì)使系統(tǒng)頻繁地復(fù)位，這樣系統(tǒng)就無法正
常工作。傳統(tǒng)的抗干擾措施就顯得カ不從心，不能有效地解決瞬態(tài)火花對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的嚴(yán)重干擾，這時(shí)就需要另辟蹊徑，采用新的辦法來解決這ー問題。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，使用睡眠法消除火花干擾不僅無需增加硬件成本，無需占用大量?jī)?nèi)存，而且也不會(huì)使系統(tǒng)頻繁復(fù)位，代碼簡(jiǎn)短，簡(jiǎn)單易行，而且效果極佳。其技術(shù)方案如下:一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，包括以下步驟:當(dāng)程序控制中需要啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，首先發(fā)出控制命令接通交流接觸器啟動(dòng)電機(jī)，同時(shí)向定時(shí)器寫入時(shí)間常數(shù)，啟動(dòng)定時(shí)器工作井向單片機(jī)特殊功能寄存器PCON寫命令字，使單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序，在此期間，只有定時(shí)器在工作，當(dāng)定時(shí)器溢出中斷時(shí)喚醒單片機(jī)，單片機(jī)再次向定時(shí)器裝入時(shí)間常數(shù)并進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序，如此反復(fù)5次，等到交流接觸器完全吸合電機(jī)啟動(dòng)完成，定時(shí)器喚醒單片機(jī)進(jìn)入正常執(zhí)行程序。所述等到交流接觸器完全吸合時(shí)間為400毫秒。本發(fā)明的有益效果:本發(fā)明使用睡眠法消除火花干擾不僅無需增加硬件成本，無需占用大量?jī)?nèi)存，而且也不會(huì)使系統(tǒng)頻繁復(fù)位，代碼簡(jiǎn)短，簡(jiǎn)單易行，而且效果極佳。


圖1為本發(fā)明無消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)ー步詳細(xì)地說明?？顾查g干擾原理(睡眠法):在以單片機(jī)為核心的控制系統(tǒng)中，大的電流感性負(fù)載啟停到穩(wěn)定狀態(tài)期間，往往要經(jīng)過一段瞬態(tài)時(shí)間，這期間就會(huì)產(chǎn)生較強(qiáng)的干擾，使得單片機(jī)不能正常工作。利用單片機(jī)的睡眠及喚醒功能，就可以為單片機(jī)的可靠運(yùn)行提供了保障。1、設(shè)計(jì)思想:在干擾期間單片機(jī)睡眠，干擾過后單片機(jī)工作。也就是，當(dāng)單片機(jī)發(fā)出控制負(fù)載開關(guān)動(dòng)作的指令后，立即啟動(dòng)定時(shí)器并開定時(shí)器中斷(此時(shí)其它中斷應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài))，緊接著執(zhí)行一條指令，將PC0N.0置1，使單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)。在睡眠狀態(tài)下，CPU的內(nèi)部時(shí)鐘信號(hào)被切斷，時(shí)鐘信號(hào)只提供給中斷邏輯和定時(shí)器，因此，單片機(jī)在睡眠期間不執(zhí)行任何指令，處于不工作狀態(tài)，而中斷和定時(shí)器依然是工作的，所以負(fù)載開啟或關(guān)閉時(shí)所產(chǎn)生的火花干擾對(duì)單片機(jī)不起作用。如果定時(shí)的時(shí)間足夠長的話，即等到負(fù)載開關(guān)狀態(tài)穩(wěn)定下來，無干擾的時(shí)候再被定時(shí)中斷喚醒，進(jìn)入正常工作狀態(tài)，就可以有效地抑制火花瞬態(tài)干擾定時(shí)器定時(shí)時(shí)間的確定:當(dāng)單片機(jī)設(shè)定其定時(shí)器工作在模式I時(shí)，具有最大的計(jì)數(shù)長度為16位，其定時(shí)時(shí)間與定時(shí)初值的關(guān)系為:T (定時(shí)時(shí)間)=(216-初值)*12/fSJS可以看出，若要延長定時(shí)時(shí)間，可以降低單片機(jī)的晶振頻率或者減小定時(shí)器初值。具體應(yīng)用過程中，一般置初值為0，因?yàn)槿缫档蛦纹瑱C(jī)的晶振頻率，勢(shì)必影響到整個(gè)程序的其它功能運(yùn)行速度。單片機(jī)控制板上的小繼電器控制著交流接觸器，交流接觸器控制著電機(jī)或壓縮機(jī)等大功率負(fù)載。當(dāng)單片機(jī)發(fā)出控制信號(hào)使交流接觸器接通大功率負(fù)載時(shí)，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器并裝入時(shí)間常數(shù)(65536-536)、向特殊功能寄存器PCON寫命令字01H，使其最低位為“ I ”，單片機(jī)即進(jìn)入睡眠狀態(tài)。經(jīng)過65ms，定時(shí)器溢出中斷激活單片機(jī)，單片機(jī)再次向定時(shí)器裝入時(shí)間常數(shù)(65536-536 )并啟動(dòng)定時(shí)器工作，同時(shí)向寄存器PCON寫命令字01H，再次進(jìn)入睡眠狀態(tài)，如此反復(fù)數(shù)次，達(dá)到消除在交流接觸器接通和斷開期間產(chǎn)生的火花干擾對(duì)單片機(jī)正常工作的影響。
2、次數(shù)的確定:—般地，交流接觸器由斷開進(jìn)入接通狀態(tài)，期間抖動(dòng)時(shí)間為450ms左右，如果單片機(jī)的晶振為12MHz,定時(shí)器被設(shè)置為工作方式I,計(jì)數(shù)最大長度65536,那么最大定時(shí)時(shí)間65.536ms (取整數(shù)65ms)。那么，這樣就需要反復(fù)450ms/65ms=7次。此外，本發(fā)明所述方法對(duì)單片機(jī)運(yùn)行速度無嚴(yán)格要求，但是對(duì)于帶有顯示的智能儀器并不是完全適用。該方法僅適用于具有內(nèi)置控制器的LCD液晶模塊和靜態(tài)顯示控制的LED。如果LED顯示是動(dòng)態(tài)掃描控制方式，采用此方法會(huì)影響顯示效果。實(shí)施例1在食品機(jī)械的制冷控制方面，單片機(jī)要控制制冷壓縮機(jī)和攪拌電機(jī)，壓縮機(jī)和攪拌電機(jī)的功率較大，它的供電是通過交流接觸器控制的，而交流接觸器是由單片機(jī)通過小繼電器控制。因壓縮機(jī)和攪拌電機(jī)的功率較大，當(dāng)交流接觸器吸合給它們供電時(shí)，因?yàn)楸豢貙?duì)象的功率較大以及交流接觸器是機(jī)械觸點(diǎn)，就會(huì)產(chǎn)生較大的火花干擾，傳統(tǒng)方法是在觸點(diǎn)上跨接阻容器件，但往往效果不理想，交流接觸器吸合期間產(chǎn)生的火花干擾導(dǎo)致單片機(jī)程序跑飛和死機(jī)。自采用本方案后，從未發(fā)生因交流接觸器吸合產(chǎn)生的火花干擾致使單片機(jī)控制無法工作的現(xiàn)象。以上所述，僅為本發(fā)明最佳實(shí)施方式，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可顯而易見地得到的技術(shù)方案的簡(jiǎn)單變化或等效替換均落入本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，其特征在于，包括以下步驟: 當(dāng)程序控制中需要啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，首先發(fā)出控制命令接通交流接觸器啟動(dòng)電機(jī)，同時(shí)向定時(shí)器寫入時(shí)間常數(shù)，啟動(dòng)定時(shí)器工作井向單片機(jī)特殊功能寄存器PCON寫命令字，使單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序，在此期間，只有定時(shí)器在工作，當(dāng)定時(shí)器溢出中斷時(shí)喚醒單片機(jī)，單片機(jī)再次向定時(shí)器裝入時(shí)間常數(shù)并進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序，如此反復(fù)5次，等到交流接觸器完全吸合電機(jī)啟動(dòng)完成，定時(shí)器喚醒單片機(jī)進(jìn)入正常執(zhí)行程序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，其特征在于，等到交流接觸器完全吸合時(shí)間為400毫秒。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種消除機(jī)電系統(tǒng)火花干擾的方法，包括以下步驟當(dāng)程序控制中需要啟動(dòng)電機(jī)時(shí)，首先發(fā)出控制命令接通交流接觸器啟動(dòng)電機(jī)，同時(shí)向定時(shí)器寫入時(shí)間常數(shù)，啟動(dòng)定時(shí)器工作并向單片機(jī)特殊功能寄存器PCON寫命令字，使單片機(jī)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序。在此期間，只有定時(shí)器在工作，當(dāng)定時(shí)器溢出中斷時(shí)喚醒單片機(jī)，單片機(jī)再次向定時(shí)器裝入時(shí)間常數(shù)并進(jìn)入睡眠狀態(tài)，不執(zhí)行程序，如此反復(fù)5次，等到交流接觸器完全吸合，時(shí)間一般接近400毫秒，電機(jī)啟動(dòng)完成，定時(shí)器喚醒單片機(jī)進(jìn)入正常執(zhí)行程序。本發(fā)明使用睡眠法消除火花干擾不僅無需增加硬件成本，無需占用大量?jī)?nèi)存，而且也不會(huì)使系統(tǒng)頻繁復(fù)位，代碼簡(jiǎn)短，簡(jiǎn)單易行，而且效果極佳。
文檔編號(hào)G05B19/042GK103116301SQ201310059029
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者黃石紅 申請(qǐng)人:南京火天食品機(jī)械制造有限公司