單片機負反饋控制

『壹』 怎麼樣用單片機做成恆流源

基於STC89C52的程式控制恆流源的設計

高精度的程式控制恆流電源在儀器儀表、感測器技術和測試領域中有著廣泛的應用。以往程式控制恆流源電路大都採用PWM脈沖方式，雖便於控制和調節，但精度難以保證，並且PWM方式的波形占空比調節范圍有限，難以滿足連續可調大電流的要求。本文介紹一種採用STC89C52單片機控制壓控恆流源並通過擴流電路來實現恆流源程序控制的方案，其輸出電流值可達2A。

程式控制恆流源的構成和工作原理

程式控制恆流源電路由壓控電路、擴流電路和數控電路組成，結構如圖1所示。

圖1程式控制恆流源電路的組成框圖

本恆流源電路採用STC89C52控制D/A轉換電路產生電壓控制信號，通過1個精密線性壓控電流源和擴流電路輸出所需的電流值；取樣電路采樣後經A/D轉換由數控電路讀出，然後送到顯示控制電路顯示；同時，取樣電路給壓控電流源提供電流負反饋以進一步穩定電流輸出。

程式控制恆流源電路設計

1數控電路的設計

數控電路採用由STC89C52構成的單片機最小系統來負責對D/A、A/D的控制，以及按鍵響應和LED的顯示。模塊內的數字電路和模擬電路各自採用獨立的穩壓電路供電，以減小數字電路高頻峰值電流對模擬電路的影響，可以很大程度上降低D/A輸出的紋波電壓。

本設計中的D/A轉換電路採用MAX531，使用其內部自帶的2.048V基準源，D/A轉換的解析度為0.5mV，加在1Ω的取樣電阻上就可以分辨出0.5mA的電流（步進0.5mA）。

A/D轉換電路採用MAX1241，與MAX531使用同一基準源。A/D轉換的解析度為0.5mV，取樣電阻為1Ω時，測量電流的解析度為0.5mA（可根據步進和測量精度的實際要求，選擇D/A、A/D轉換器的位數和參考電壓）。

由於要實現人機對話，至少要有10個數字按鍵和2個步進按鍵，考慮到還要實現其他的功能鍵，選用16按鍵的鍵盤來完成整個系統控制最合適。顯示部分採用8位LED數碼管，其價格便宜，易於實現。考慮到單片機的I/O埠有限，為了充分優化系統，採用外部擴展1片8155來實現鍵盤介面與顯示功能。

2壓控電流源的設計

壓控電流源的負反饋放大部分有1個精密運放構成的同相放大器，引入深度的電流負反饋，從而穩定輸出到負載的電流，如圖2所示。運放正常工作於同相放大狀態時，由運放虛地的原理可知取樣電阻上的電壓：U2=Uin，因此I2=U2/R2=Uin/R2。因為採用高輸入阻抗的放大器，反相輸入端的電流近似為零，負載電流IL=I2=Uin/R2。只要擴流電路性能好，輸出電流的精度完全取決於取樣電阻的精度。

圖2壓控電流源電路原理圖

3擴流電路的設計

擴流電路選用S類功率放大器，原理如圖3所示。其特點是用電壓控制放大器與電流驅動放大器構成電橋，使電壓放大器工作在無負載的狀態（輸出電流為零），而後級則工作於壓控跟隨器狀態，很容易實現很好的跟隨作用。而對於負載來說，前後級是並聯輸出的，而負反饋是從取樣電阻引出送回前級放大器上的。因此，S類功放的質量取決於前級。

圖3S類功放擴流電路原理圖

S類功率放大電路的核心是1個帶負載能力很強的電流驅動放大器，與負載之間通過電橋耦合。假設放大器的開環增益接近無窮大，那麼放大器兩輸入端的電壓將極度接近，用公式表示為：I1R1=I2R2,I3R3=I4R4。

若放大器輸入阻抗無窮大，放大器兩輸入端的電流近似為零，則I2=I4，可得，I1=I2R2R3/R4R1；電橋平衡時，R2R3=R4R1，所以I1=I2，因此I1=0。

根據以上推導，說明當S類功率放大電路穩定工作後，前級放大電路工作在空載或輕載狀態，負載所需要的電流完全由後級的電流驅動放大電路提供。這樣，電路對前級壓控電流源的負載要求不高。

綜上所述，只要選擇高輸入性能和強負載能力的後級功放晶元，輸出的變化完全由前級決定。而前級工作在空載狀態，其性能基本與負載的變化無關。這樣在設計前級時，可以拋開負載能力的考慮而直接使用高精度、低失調的運算放大器；設計後級時，因為輸出取決於前級，不必擔心負載的加入會影響它的工作性能，選擇范圍變得更寬。

基於S類功放電路的設計原則，為保證電路的可靠性和足夠的性能，採用高品質功放晶元LM3886，其各項電氣性能非常接近理想放大器，並且有足夠的輸出功率。

測試結果表明，無論是大電流還是小電流，負載阻值的改變對系統的影響都比較小，說明系統達到恆流這一基本要求。

結語

該程式控制恆流源的主要特點是採用S類反饋控制放大電路，實現精密電流控制，具有操作方便、穩定可靠等優點，通過實際測試性能優越。

『貳』 急求網上農大作業答案:單片機原理與應用、自動控制原理

自動控制原理
第1套
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1、在（）的情況下應盡量採用開環控制系統
A．系統的擾動量可以預計並能進行補償
B．系統的擾動量大且無法預計
C．閉環系統不穩定
D．以上都不對
參考答案：A 您的答案：A
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2、數學模型（）不能用來描述線性動態系統
A．微分方程組
B．傳遞函數
鏈基C．一個代數方程
D．一個高階微分方程
參考答案：C 您的答案：C
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3、系統方框圖如圖所示，其開環傳遞函數為（）

A．
B．
C．
D．

參考答案：D 您的答案：D
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4、系統方框圖如圖所示，其輸出Y為（）

A．
B．
C．
D．

參考答案：C 您的答案：C
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5、系統的暫態響應的基本特徵取決於系統（）在s復平面上的位置
A．開環極點和開環零點
B．閉環極點和閉環零點
C．開環極點和閉環極點
D．閉環極點和開環零點
參考答案：B 您的答案：B
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6、單位負反饋控制系統的開環傳遞函數為： ，其暫態性能指標為（）
A．調整時間約1.5秒（2%誤差）、上升時間約0.9秒、過調量約16.3%
B．調整時間約0.9秒（2%誤差）、上升時間約0.6秒、過調量約3.46%
C．調整時間約2.2秒（2%誤差）、上升時間約0.6秒、過調量約16.3%
D．調整時間約2.2秒（2%誤差）、上升時間約0.9秒、過調量約3.46%
參考答案：C 您的答案：C
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7、已知系統框圖中 N為階躍干擾信號，（）系統對於消除或減小擾動誤差更好。
A．
B．
C．
D．以上都不好
參考答案：B 您的答案：B
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8、（）高階系統可以近似為低階系統。
A．
B．
C．
D．

參考答案：D 您的答案：D
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9、已知系統方塊圖如下：則閉環系統是（）

A．穩定的
B．臨界穩定的
C．不穩定的
D．條件穩定的
參考答案：B 您的答案：B
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10、根軌跡法是利用（）在 s 平面上的分布 通過圖解的方法求取（）的位置。
A．開環零 極點、閉環極點
B．開環零 極點、閉環零點
C．閉環零 極點、開環極點
D．閉環零 極點 開環零點
參考答案：A 您的答案：A
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11、圖示曲線是開環傳遞函數為（）的系統的根軌跡。

A．
B．
C．
D．

參考答案：B 您的答案：B
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12、下列說法正確的是（）
A．頻率特性是指系統在正弦輸入信號作用蘆歷下 系統輸出與輸入之比
B．系統的頻率特性包括幅頻特性和相頻特性 它們都與頻率ω無關
C．頻率特性反映系統或環節對不同頻率正弦輸入信號的放大倍數和相陪喚搜移
D．以上都不正確
參考答案：C 您的答案：C
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13、某系統的開環傳遞函數在右半 s 平面內的極點數為 P， 當 s 沿奈魁斯特圍線轉一圈時，其奈魁斯特圖繞(-1,j0)點N 圈，則下列說法正確的是（）
A．若 N=0 則系統是穩定的
B．若 N=P 則系統是穩定的
C．若 N<0 則系統必為不穩定
D．若N=－P 則系統是穩定的
參考答案：D 您的答案：D
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14、已知最小相位系統的漸近幅頻特性如圖所示，系統的開環傳遞函數為（）

A．
B．
C．
D．

參考答案：A 您的答案：A
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15、串聯超前校正可用於（）的情況
A．對數幅頻特性低頻段位置過低時
B．當系統根軌跡通過期望主導極點，但在期望主導極點不能滿足靜態品質指標時
C．當期望閉環主導極點位於未校正系統根軌跡的左邊時
D．當相位裕量滿足系統要求時
參考答案：C 您的答案：C
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第2套：1、B 2、C 3、B 4、A 5、C 6、A 7、C 8、D 9、A 10、A 11、B 12、C 13、A 14、B 15、C
第3套：1、C2、A3、B4、C5、A6、B7、C8、D9、B10、D11、C12、A13、B14、B15、A
第4套：1、A2、C3、D4、D5、B6、C7、A8、B9、C10、A11、B12、D13、B14、A15、B

『叄』 51單片機可以這樣控制負電壓嗎

首先，這個圖沒有給出單片機自身的供電方式。單片機是正5v和地供電，還是地和負5V供電？兩種情況直接影響I/O口的輸出電位。
假如是第一種情況，單片機是正5v和地供電，那麼單片機的I/O口不可能為負電壓，所以不能像圖中那樣控制負電壓。
假如是第二種情況，單片機是地和負5V供電，那麼單片機的I/O口可以像圖中那樣連接，但是對於51單片機，還要考慮輸出電流的大小。
對於P1口可以設置為「強上拉模式（推挽輸出）」的新型51單片機，可以這樣設計。在三極體Q的集電極輸出控制信號。
對於傳統51單片機，P1口上拉能力很弱，用這樣的設計就不行，因為單片機的P1口上拉電流小，不能有效控制三極體的導通。

『肆』 用單片機控制直流電機調速的原理，思路，設計圖等等

你為什麼要補充說不報什麼希望呢？心巴涼巴涼~
不知道你為什麼會問這個問題，直流電機調速基本原理是比較簡單的（相對於交流電機），只要改變電機的電壓就可以改變轉速了。
改變電壓的方法很多，最常見的一定是PWM脈寬調制，調節電機的輸入占空比就可以控制電機的平均電壓，控制轉速。
電機調速一般分為三個級，控制級，驅動級和反饋級。
單片機屬於前端的控制級，只需要能夠產生可調的PWM波形就可以（很多單片機都有專用PWM輸出功能，有定時器就能做到）。
驅動級，在控制級後。因為單片機弱電不能直接驅動電機這樣的強電，所以需要用功率開關器件（如MOSFET等）來驅動電機。基本思路就是通過弱點控制強電。
通常，驅動級和控制級還需要電氣隔離（光耦器件）保證安全。
反饋級是為了實現精確調速的。一般是電流反饋，也有用轉速反饋的，也有電流轉速雙閉環反饋控制的。
PWM輸出的占空比具體是多少由單片機通過反饋的信息綜合運算得到（是負反饋控制）。
基本思路如上，具體的原理圖要看你具體的電機（類型不同，輸入電壓不同，功率不同原理圖各異）。
希望沒讓你失望，心還是心巴涼巴涼的~呵呵