近年来单片机系统在工业测控领域的应用越来越广泛，而对于环境恶劣的工业现场，这种新型的微控制器的可靠性，安全性就成为了一个大的问题。在实验室运行正常的程序到了工业现场却不能运行，或者出现运行不稳定经常死机等。在这里我们主要讨论一下如何通过软件技术来增强系统的稳定运行。
当系统的 CPU 部位受到干扰信号的作用时，将使系统失控。最典型的故障是破坏程序计数器 PC 的状态值。导致程序在地址空间内“乱飞”，或者陷入死循环。而我们对这种情况的处理主要有这么几种方法：
1、 指令冗余技术；
2、 软件陷阱技术；
3、 看门狗技术。
我们以 MCS-51 单片机来做以说明。
一、指令冗余技术
我们知道，指令由操作码和操作数组成，操作码指明 CPU 要完成什么样的操作，而操作数是操作码的对象。单字节指令只有操作码，隐含操作数；双字节指令，第一个字节是操作码，第二个字节是操作数；三字节指令第一个字节是操作码，后二个字节是操作数。 CPU 在取指令的时候是先取操作码再取操作数，如何判断是操作码还是操作数就是通过取指令的顺序。而取指令的顺序完全由指令计数器 PC 来控制，因此，一旦 PC 受干扰出现错误程序便会脱离正常轨道，出现“乱飞”，这样就会使得把操作数当作操作码，或者把操作码当作操作数的情况。但只要 PC 指针落在单字节指令上程序就可纳入正轨，所以为了快速的将程序纳入正轨，我们应该多用单字节指令，并在关键的地方人为的插入一些单字节指令 NOP ，或将有效的单字节指令重写，这就称之为指令冗余。
常用的方法就是在一些双字节，三字节指令后面插入两个单字节指令 NOP ，或在一些对程序的流向起决定作用的指令前面插入两条 NOP 指令。还可对一些重要的指令进行重复放置。
但采用指令冗余技术将程序纳入正轨的条件是：乱飞的 PC 必须指向程序运行区。
二、软件陷阱技术
当乱飞的程序进入非程序区的时候， 我们就可设定软件陷阱对乱飞的程序进行拦截从而将程序引向一个固定的位置。这样我们就可将捕获的程序重新纳入正轨。
软件陷阱主要就是把程序从新引入它的复位入口处，也就是说我们在适当的地方设置这样的指令：
NOP
NOP
LJMP 0000H
对于软件陷阱的安排，我们主要安排在这样一些区域，未使用的中断区，未使用的 EPROM 空间及非 EPROM 空间。程序运行区，及中断服务程序区。在这里我们主要来看前三种：
1、 未使用的中断区
如果对于未使用的中断因干扰而开放的话，我们可以把中断服务程序这样来写：
NOP
NOP
POP D1 ；将原来的错误断点弹出
POP D2 ；将原来的错误断点弹出
PUSH 00H
PUSH 00H ；将断点地址重写为 0000H
RETI
2、 未使用的 EPROM 区
假设我们用了一片 2764 ，但并没有用完整个存储区。这时候就可在未用的区域里填充上 020000 数据，这样当程序飞入其中时就会很快的走入正轨。这条指令其实是“ LJMP 0000H ”的机器码。
3、 非 EPROM 空间
单片机系统的程序空间是 64K ，正常情况下我们所使用的 EPROM 不会占用所有的空间，假设我们现在的 EPROM 占用 16K 的空间那么剩下的 48K 空间就被闲置不用了。当乱飞的 PC 落入这些空间时，读入的数据将为 FFH ，这是 ： MOV R7 ， A 指令的机器码，将修改 R7 的内容。因此，当程序乱飞入非 EPROM 芯片区后，不仅无法导入正规，面且破坏了 R7 的内容。
我们知道，当 CPU 读程序存储器的时候，伴随着会产生一个 PSEN 信号，我们就可利用这个信号，再加上一个非 EPROM 区的地址译码信号，构成一个选通信号来起动一个空闲的中断，再用软件陷井的方法从中断程序中把程序导入正规。我们可看下面的一个图：