单片机负反馈控制

‘壹’ 怎么样用单片机做成恒流源

基于STC89C52的程控恒流源的设计

高精度的程控恒流电源在仪器仪表、传感器技术和测试领域中有着广泛的应用。以往程控恒流源电路大都采用PWM脉冲方式，虽便于控制和调节，但精度难以保证，并且PWM方式的波形占空比调节范围有限，难以满足连续可调大电流的要求。本文介绍一种采用STC89C52单片机控制压控恒流源并通过扩流电路来实现恒流源程序控制的方案，其输出电流值可达2A。

程控恒流源的构成和工作原理

程控恒流源电路由压控电路、扩流电路和数控电路组成，结构如图1所示。

图1程控恒流源电路的组成框图

本恒流源电路采用STC89C52控制D/A转换电路产生电压控制信号，通过1个精密线性压控电流源和扩流电路输出所需的电流值；取样电路采样后经A/D转换由数控电路读出，然后送到显示控制电路显示；同时，取样电路给压控电流源提供电流负反馈以进一步稳定电流输出。

程控恒流源电路设计

1数控电路的设计

数控电路采用由STC89C52构成的单片机最小系统来负责对D/A、A/D的控制，以及按键响应和LED的显示。模块内的数字电路和模拟电路各自采用独立的稳压电路供电，以减小数字电路高频峰值电流对模拟电路的影响，可以很大程度上降低D/A输出的纹波电压。

本设计中的D/A转换电路采用MAX531，使用其内部自带的2.048V基准源，D/A转换的分辨率为0.5mV，加在1Ω的取样电阻上就可以分辨出0.5mA的电流（步进0.5mA）。

A/D转换电路采用MAX1241，与MAX531使用同一基准源。A/D转换的分辨率为0.5mV，取样电阻为1Ω时，测量电流的分辨率为0.5mA（可根据步进和测量精度的实际要求，选择D/A、A/D转换器的位数和参考电压）。

由于要实现人机对话，至少要有10个数字按键和2个步进按键，考虑到还要实现其他的功能键，选用16按键的键盘来完成整个系统控制最合适。显示部分采用8位LED数码管，其价格便宜，易于实现。考虑到单片机的I/O端口有限，为了充分优化系统，采用外部扩展1片8155来实现键盘接口与显示功能。

2压控电流源的设计

压控电流源的负反馈放大部分有1个精密运放构成的同相放大器，引入深度的电流负反馈，从而稳定输出到负载的电流，如图2所示。运放正常工作于同相放大状态时，由运放虚地的原理可知取样电阻上的电压：U2=Uin，因此I2=U2/R2=Uin/R2。因为采用高输入阻抗的放大器，反相输入端的电流近似为零，负载电流IL=I2=Uin/R2。只要扩流电路性能好，输出电流的精度完全取决于取样电阻的精度。

图2压控电流源电路原理图

3扩流电路的设计

扩流电路选用S类功率放大器，原理如图3所示。其特点是用电压控制放大器与电流驱动放大器构成电桥，使电压放大器工作在无负载的状态（输出电流为零），而后级则工作于压控跟随器状态，很容易实现很好的跟随作用。而对于负载来说，前后级是并联输出的，而负反馈是从取样电阻引出送回前级放大器上的。因此，S类功放的质量取决于前级。

图3S类功放扩流电路原理图

S类功率放大电路的核心是1个带负载能力很强的电流驱动放大器，与负载之间通过电桥耦合。假设放大器的开环增益接近无穷大，那么放大器两输入端的电压将极度接近，用公式表示为：I1R1=I2R2,I3R3=I4R4。

若放大器输入阻抗无穷大，放大器两输入端的电流近似为零，则I2=I4，可得，I1=I2R2R3/R4R1；电桥平衡时，R2R3=R4R1，所以I1=I2，因此I1=0。

根据以上推导，说明当S类功率放大电路稳定工作后，前级放大电路工作在空载或轻载状态，负载所需要的电流完全由后级的电流驱动放大电路提供。这样，电路对前级压控电流源的负载要求不高。

综上所述，只要选择高输入性能和强负载能力的后级功放芯片，输出的变化完全由前级决定。而前级工作在空载状态，其性能基本与负载的变化无关。这样在设计前级时，可以抛开负载能力的考虑而直接使用高精度、低失调的运算放大器；设计后级时，因为输出取决于前级，不必担心负载的加入会影响它的工作性能，选择范围变得更宽。

基于S类功放电路的设计原则，为保证电路的可靠性和足够的性能，采用高品质功放芯片LM3886，其各项电气性能非常接近理想放大器，并且有足够的输出功率。

测试结果表明，无论是大电流还是小电流，负载阻值的改变对系统的影响都比较小，说明系统达到恒流这一基本要求。

结语

该程控恒流源的主要特点是采用S类反馈控制放大电路，实现精密电流控制，具有操作方便、稳定可靠等优点，通过实际测试性能优越。

‘贰’ 急求网上农大作业答案:单片机原理与应用、自动控制原理

自动控制原理
第1套
您已经通过该套作业,请参看正确答案
1、在（）的情况下应尽量采用开环控制系统
A．系统的扰动量可以预计并能进行补偿
B．系统的扰动量大且无法预计
C．闭环系统不稳定
D．以上都不对
参考答案：A 您的答案：A
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2、数学模型（）不能用来描述线性动态系统
A．微分方程组
B．传递函数
链基C．一个代数方程
D．一个高阶微分方程
参考答案：C 您的答案：C
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3、系统方框图如图所示，其开环传递函数为（）

A．
B．
C．
D．

参考答案：D 您的答案：D
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4、系统方框图如图所示，其输出Y为（）

A．
B．
C．
D．

参考答案：C 您的答案：C
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5、系统的暂态响应的基本特征取决于系统（）在s复平面上的位置
A．开环极点和开环零点
B．闭环极点和闭环零点
C．开环极点和闭环极点
D．闭环极点和开环零点
参考答案：B 您的答案：B
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6、单位负反馈控制系统的开环传递函数为： ，其暂态性能指标为（）
A．调整时间约1.5秒（2%误差）、上升时间约0.9秒、过调量约16.3%
B．调整时间约0.9秒（2%误差）、上升时间约0.6秒、过调量约3.46%
C．调整时间约2.2秒（2%误差）、上升时间约0.6秒、过调量约16.3%
D．调整时间约2.2秒（2%误差）、上升时间约0.9秒、过调量约3.46%
参考答案：C 您的答案：C
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7、已知系统框图中 N为阶跃干扰信号，（）系统对于消除或减小扰动误差更好。
A．
B．
C．
D．以上都不好
参考答案：B 您的答案：B
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8、（）高阶系统可以近似为低阶系统。
A．
B．
C．
D．

参考答案：D 您的答案：D
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9、已知系统方块图如下：则闭环系统是（）

A．稳定的
B．临界稳定的
C．不稳定的
D．条件稳定的
参考答案：B 您的答案：B
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10、根轨迹法是利用（）在 s 平面上的分布 通过图解的方法求取（）的位置。
A．开环零 极点、闭环极点
B．开环零 极点、闭环零点
C．闭环零 极点、开环极点
D．闭环零 极点 开环零点
参考答案：A 您的答案：A
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11、图示曲线是开环传递函数为（）的系统的根轨迹。

A．
B．
C．
D．

参考答案：B 您的答案：B
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12、下列说法正确的是（）
A．频率特性是指系统在正弦输入信号作用芦历下 系统输出与输入之比
B．系统的频率特性包括幅频特性和相频特性 它们都与频率ω无关
C．频率特性反映系统或环节对不同频率正弦输入信号的放大倍数和相陪唤搜移
D．以上都不正确
参考答案：C 您的答案：C
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13、某系统的开环传递函数在右半 s 平面内的极点数为 P， 当 s 沿奈魁斯特围线转一圈时，其奈魁斯特图绕(-1,j0)点N 圈，则下列说法正确的是（）
A．若 N=0 则系统是稳定的
B．若 N=P 则系统是稳定的
C．若 N<0 则系统必为不稳定
D．若N=－P 则系统是稳定的
参考答案：D 您的答案：D
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14、已知最小相位系统的渐近幅频特性如图所示，系统的开环传递函数为（）

A．
B．
C．
D．

参考答案：A 您的答案：A
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15、串联超前校正可用于（）的情况
A．对数幅频特性低频段位置过低时
B．当系统根轨迹通过期望主导极点，但在期望主导极点不能满足静态品质指标时
C．当期望闭环主导极点位于未校正系统根轨迹的左边时
D．当相位裕量满足系统要求时
参考答案：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

‘叁’ 51单片机可以这样控制负电压吗

首先，这个图没有给出单片机自身的供电方式。单片机是正5v和地供电，还是地和负5V供电？两种情况直接影响I/O口的输出电位。
假如是第一种情况，单片机是正5v和地供电，那么单片机的I/O口不可能为负电压，所以不能像图中那样控制负电压。
假如是第二种情况，单片机是地和负5V供电，那么单片机的I/O口可以像图中那样连接，但是对于51单片机，还要考虑输出电流的大小。
对于P1口可以设置为“强上拉模式（推挽输出）”的新型51单片机，可以这样设计。在三极管Q的集电极输出控制信号。
对于传统51单片机，P1口上拉能力很弱，用这样的设计就不行，因为单片机的P1口上拉电流小，不能有效控制三极管的导通。

‘肆’ 用单片机控制直流电机调速的原理，思路，设计图等等

你为什么要补充说不报什么希望呢？心巴凉巴凉~
不知道你为什么会问这个问题，直流电机调速基本原理是比较简单的（相对于交流电机），只要改变电机的电压就可以改变转速了。
改变电压的方法很多，最常见的一定是PWM脉宽调制，调节电机的输入占空比就可以控制电机的平均电压，控制转速。
电机调速一般分为三个级，控制级，驱动级和反馈级。
单片机属于前端的控制级，只需要能够产生可调的PWM波形就可以（很多单片机都有专用PWM输出功能，有定时器就能做到）。
驱动级，在控制级后。因为单片机弱电不能直接驱动电机这样的强电，所以需要用功率开关器件（如MOSFET等）来驱动电机。基本思路就是通过弱点控制强电。
通常，驱动级和控制级还需要电气隔离（光耦器件）保证安全。
反馈级是为了实现精确调速的。一般是电流反馈，也有用转速反馈的，也有电流转速双闭环反馈控制的。
PWM输出的占空比具体是多少由单片机通过反馈的信息综合运算得到（是负反馈控制）。
基本思路如上，具体的原理图要看你具体的电机（类型不同，输入电压不同，功率不同原理图各异）。
希望没让你失望，心还是心巴凉巴凉的~呵呵