系统可靠性设计方法.docx

系统可靠性设计方法 摘要：单片机控制系统的设计开发过程中，不仅要突出设备的自动化程度及智能性，也要重视控制系统的工作稳定性。特别是当单片机用于工业生产领域时，各种干扰十分严重，因此研究系统的抗干扰技术，以确保单片机系统稳定性和可靠性，就显得十分重要。基于此，笔者分析了系统受到干扰的主要原因和现象，论述了系统可靠性设计方法等。抗干扰单片机控制器设计已成为行业发展的组成部分。为保证系统的安全性和可靠性，必须考虑以下几个方面：1）早期开发单片机防抱死制动系统控制系统，提高可靠性，消除防抱死制动系统的故障。在设计单片机控制系统时，需要对各种干扰源及其强度、损耗进行深入研究和分析。2）单片机抗干扰系统的设计需要改进，特别是对于一些新的干扰源，需要进行大范围的检测和分析。选择合适的方式，找出问题的最优解，即用尖端的成熟技术解决。3）单片机控制系统的抗干扰系统需要持续革新，以提高技术交流的效率。 随着计算机技术和微电子技术的高速发展，计算机控制技术得到了迅猛发展。尤其是单片机（MCU）控制系统在工业生产和日常生活中的智能机电产品中得到了广泛的应用。在单片机控制系统的设计和开发中，不仅要突出控制系统的智能化程度，还必须重视控制系统的可靠性，否则将会影响控制系统的使用性能，因此，有必要对抗干扰技术进行研究。1 单片机控制系统概述以及抗干扰设计的重要性单片机控制系统包括通信技术、计算机技术、自动控制技术等多项技术。这些技术形成了一个单片机控制系统，实现了自动化和智能化，使操作更方便，也提高了生产力。单片机控制系统广泛应用于电气工业、化工等行业，工作条件十分恶劣。受自然条件和外界环境的影响，单片机被电磁干扰，会影响其信号的有效接收。这种类型的电磁场主要是由于暴露在相应的电磁设备中，不仅会干扰信号接收，还会导致软件和硬件的运行错误。因此，由于单片机控制系统和运行环境的复杂，需要增加单片机设计的抗干扰性能。由于实际运行环境非常复杂，优先找到干扰源是解决问题的关键所在，明确产生干扰的实际原因，才能最大程度地降低干扰，提高单片机控制系统的运行水准。单片机控制系统的可靠性是毋庸置疑的，它的软件性能、硬件性能和先进的技术集成都确保了单片机控制系统的有效性。另外，系统可以在困难的条件下工作，也有自身的优势，这就是单片集成电路在合理性和科学性方面的优势。然而，并非每个系统都是可靠的，可能会发生一些错误，这可以通过特定的设计或错误保护措施来缓解。如果忽视它的缺点，就会对系统的实际运行产生一定程度的不利影响，进而影响系统的有效运行。环境对单片机系统有重大影响，为了确保系统的可行性，需要从科学的角度来开发抗干扰系统。2 系统受到干扰的主要原因和现象单片机控制系统工作环境十分恶劣，实际应用期间，经常会遇到系统可靠性与安全性问题。单片机控制系统应用一定要在可靠稳定的环境下进行，否则，很容易增加控制误差，情况严重的还会使得系统失灵。因单片机控制系统运行时间较长，即便是微小误差，随着日积月累，也容易引起系统失灵，最终导致严重损失2.1 数据采集误差随着测量单元模拟信号输入通道在采集的信号上的叠加，数据准确性不断下降，这一点在传感器输出微弱信号期间，尤为明显。2.2 控制状态输出控制信号和某种状态下的输入信号及逻辑处理结果密切相关。若上述状态信号被干扰，虚假状态信号就会被引进，从而导致输出控制误差越来越多，最终导致控制失控。2.3 干扰状态下的数据变化单片机控制系统中，RAM内存能进行读/写，因此，基于这一环境，很容易篡改RAM中的数据。在单片机系统中，程序存储器中包含程序、表和常量2.4 程序运行发生异常单片机控制系统中程序计数器合理运行，可以确保系统程序正常。若由于外部干扰，导致计数器数值变化，很容易对正常程序造成破坏。一般来讲，程序多会执行系列指令，这些指令多半是无意义的，随后进到“死循环”，这一过程常常会导致系统故障。3 硬件系统可靠性设计单片机应用可靠性技术和生产过程密切相关，具体像设计、制造、测试、安装、维护等方面，另外还和生产管理、质量控制体系、人员专业水平等方面有关。导致系统运行不稳的因素主要有以下几点。3.1 电子元件性能与可靠性组成电子元器件作为系统基本单元，其质量与稳定性会对系统性能与可靠性产生影响3.2 系统设计电路设计期间，应合理布局元件与电路，消除元件间电磁干扰，做好电路设计优化工作，可以有效控制外部干扰在系统方面产生的影响，例如平衡和去耦电路。冗余也称为容错或故障屏蔽，也可以作为一种设计方法，通过增加执行相同功能的并行或备用单元来提高系统可靠性。当某些组件故障不影响整个系统的运行时，为了减少外部电磁干扰，电磁兼容性设计可用于改善电磁环境下的单片机系统，确保指定功能顺利完成。