软件抗干扰设计
在提高硬件系统抗干扰能力的同时，软件抗干扰以其设计灵活、节省硬件资源、可靠性好越来越受到重视。因此，除了采取硬件抗干扰方法外，还要采取如下软件抗干扰措施。
(1)指令冗余技术
当指针受到干扰出现程序跑飞时，可能会出现将操作数数值改变及将操作数误当作操作码的情况。当“跑飞”到某双字节或三字节指令的操作数上时，会将操作数当作操作码，程序将出错，因此可在双字节和三字节指令之后插入两个或三个单字节NOP指令，这可保证其后的指令不被拆散。对程序流向起决定作用的指令(如浸水使柔软、RETI、ACALL、LCALL、LJMP、JZ、JNZ、JC、.INC等)和对系统工作状态起重要作用的指令(如SETB、EA等)之前插入两条NOP指令，可保证跑飞程序迅速纳入轨道;或者在其后面重复写上这些指令，以确保这些指令的正确运行。
(2)软件陷阱
当微处理器受到各种干扰时，若PC指针跳到非程序区，可能会陷入某种循环不能跳出。如果循环中无清WDT指令，在给定看门狗定时器条件下，经过一定时间 WDT起作用，将PC指针复位，工作恢复正常。如果循环中包含了清WDT的指令，则产生死机。对于后者可在非程序区放置软件陷阱加以解决。
软件陷阱有三条指令组成：
* LJMP EER
安排软件陷阱的位置有：
1.未使用的中断区。如果设计的智能电表未使用全部的中断向量区，则可在剩余的中断区安排软件陷阱，以便能捕捉到错误的中断。
2.未使用的大片EPROM空间。对于单片机未编程的空间，其初始值为OFFH。OFFH对51指令来说，相当于单字节指令MOV R7，A。当程序跑飞入该区后，不仅无法迅速入轨，而且破坏R7的内容。因此在该区每隔一段地址设一个陷阱，就一定能捕捉到跑飞的程序。
3.在表格的最后安排陷阱。注意表格中不应被放入。
4.在程序区。前面曾指出，跑飞的程序在用户程序内部跳转时可用指令冗余加以解决，也可以设置一些软件陷阱，能更有效地抑制程序跑飞。可以将陷阱指令放置在各模块之间的空余单元里。在正常运行中不执行这些陷阱指令，一旦程序跑飞落入这些陷阱区，马上将乱飞的程序拉入正确轨道。由于软件陷阱都安排在正常程序执行不到的地方，故不会影响程序的执行效率。所以在EPROM容量允许的条件下，这种陷阱多一点为好。
(3)“看门狗”措施
如果跑飞的程序落入一个临时构成的死循环中时，冗余指令和软件陷阱都将无能为力，这时可以采用复位的方法使系统恢复正常。“看门狗”电路的功能就是对 CPU进行实时检测，当CPU落入死循环之后，能及时发现并使整个系统复位。在软件编程中，设置约1秒访问一次看门狗芯片，当程序跑飞或大于1.4秒(设置的超时时间)没有访问看门狗芯片，X5045将输出复位脉冲，直至程序正常运行。
(4)保证EEPROM数据写入的可靠性措施
需要注意的是，看门狗如果起作用说明程序计数器内容被破坏，因此其它寄存器或片内公羊的内容也有被破坏的可能，会导致把错误的数据写入EEPROM。在电表工作中，每产电量改变0.1度写入一次EEPROM，如果出现将错误的数据写入EEPROM，这是不允许的。采取以下措施可很好的解决此问题：
1.正常写入EEPROM之前，要进行一系列操作，可将其分成几部分。每一部分设置一写入口令。只有程序正常一步一步运行，口令才会逐一被赋予正确的值，到最后写入时再判断所有的口令是否正确。若正确，写入，否则退出。写入完成，口令清除。
2.数据双备份。当由于干扰使微处理器中的寄存器数据改变时，鉴于三组数据在同一值出错的概率较小，故在写入之前，将三组数据比较，若相等则写入，若不相等则将相等的两组数据写入。
3.写入之前对数据的合法性进行判别，即对电量或参数的数据格式进行判别。有了这样的限制，可进一步提高可靠性。
4.定时设置I/0口状态;微处理器受到干扰，I/0口状态可能改变，比如电脉冲输入口若改变为输出态，会造成用户用了电但微处理器却检测不到的可能。所以周期性地重复定义I/0口的输入/输出状态对于干扰环境下运行的电表是有好处的。
(5)串行通信数据的冗余校验
在抄表通信过程中，由于信道上各种因素的影响，所传输的信号受一定程度的干扰，PC机、集中器、电表间的性能参数不完全一致，在串行通信中仅靠奇偶校验是不够的。而采用国际上较为流行的传输码校验方法——循环冗余码校验(CRC)，可收到了很好的效果。CRC是一种多用于同步通讯方式中的差错检出方式，在该方式中，将所传数据系列看成高次多项式G(x)，将此多项式用预先规定的生成多项式P(x)去除，再将其余数码BCC附加在所传数据的尾部一并传送：在接收方，用同样的生成多项式去除，若除得结果为零，则可判断所接收到的数据是正确的。在发送端的一方，即电表先将发送数据转换，连同原数据一同发给集中器，集中器不做校验，直接发给PC机，在接收端，PC机用高级语言实行CRC算法解码;以确定数据的真伪。经实验证明，冗余校验使误码率大为降低，确保了数据传输的可靠性。
另外在软件的编制过程中应注意在执行各功能子模块之前，可先进行功能标志冗余判断，以增强其程序运行可靠性。
来源/中国电子网
中国电工仪器仪表信息网（www.tc104.org）
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