Х7 вариант, 16 баллов (Ответы на РК №1)

16 баллов (3 балла снято за задержку и отсутствие материала по методам описания работы, но три балла добавлено за источник тока Хевиленда)

1) Типовой однокристальный микроконтроллер в одной БИС содержит вычислительное ядро, тактовый генератор, память программ и данных, программируемые таймеры, приемопередатчик по последовательному каналу, средства формирования и поддержки внешних шин и программируемые порты для контроля и управления объектом. Это практически законченная микро-ЭВМ.

Возможностей намного меньше, чем у микро-ЭВМ на универсальном микропроцессоре, но их вполне достаточно, чтобы сделать САУ для простых роботов. Также она будет надежнее и на порядок дешевле, чем САУ на основе микропроцессора.

Сигналы с датчиков приходят в порт Р0, с порта Р1 снимаются сигналы на формирователь команд ФК, к порту Р2 подключен пульт управления, а микроконтроллер осуществляет его анализ и индикацию. К входам С1 и С2 подключен кварцевый резонатор, обеспечивающий стабильную работу внутреннего тактового генератора.

2)

Принцип действия источника тока, схема которого приведена на рис. 2.7, состоит в том, что выходной ток измеряется по падению напряжения на резисторе R₁. Выходное напряжение ОУ устанавливается таким, что падение напряжения на резисторе R₁ оказывается равным величине входного напряжения.

Для определения выходного тока источника запишем уравнения по первому закону Кирхгофа для n- и р-входов и выхода операционного усилителя:

(Uвых – Un)/R2 – Un/R3 = 0;

(U1 – Up)/R2 + (U2 – Up)/R2 = 0;

(Uвых – U2)/R1 – (U2 – Up)/R2 – I2 = 0.

Из этих уравнений, полагая, что Un = Up, получим:

Приравняв к нулю коэффициент при U2, найдем условие независимости выходного тока от напряжения на нагрузке:

R3 = (R2)2/(R1 + R2)

Теперь выражение для выходного тока источника будет иметь вид

I2 = U1/(R1|R2)

Путем выполнения точной подстройки R3 можно добиться бесконечного выходного сопротивления источника тока на низких частотах при реальных характеристиках операционного усилителя.