一种单片机预测控制电路的制作方法

本实用新型涉及信号采集与调节技术领域,具体地说是一种单片机预测控制电路。

背景技术：

数据采集系统是从数据源收集、识别和选取数据的过程，在智能控制中，数据采集系统作为测控系统不可缺少的部分,数据采集的性能特点直接影响到整个系统。在采集信号时信号变化往往变化比较大，然而现在的采集系统的放大增益固定，造成小信号采样无法放大到合适区间。因此需要一种具有预测功能的电路系统，对信号所在区间进行初步预测然后反馈给信号增益电路，已达到合适的信号放大倍数。

技术实现要素：

为克服上述现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种在信号初调阶段预测信号所在区间的单片机预测控制电路。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种单片机预测控制电路，其特征是：包括预测电路和CPU电路，所述预测电路包括电控变换运放电路和四级比较电路，所述电控变换运放电路包括电子开关U16A和U16C，电子开关U16A和U16C连接所述四级比较电路，四级比较电路还包括预设窗口，所述四级比较电路输出端连接CPU电路，所述预设窗口为+5V和-5V的基准电压。

优选地，所述CPU电路包括单片机U4，型号为STM32。

优选地，所述电控变换运放电路还包括放大器*1D、*2A，所述比较电路包括放大器*1A、*1B、*2B和*2C，所述预测电路还包括电阻网络R30～R36、R39、 R40、R42、R43、R47、R48、R50、R52、R54、R56、R59和R62，反相器U13A、U13B和门电路U14A、U14B。

优选地，所述放大器*1D、*2A、*1A、*1B、*2B和*2C均为LM324，所述反相器U13A、U13B为74F04，所述门电路U14A、U14B为74LS09。

优选地，所述电阻R32的一端连接输入信号，电阻R32的另一端分别连接电阻R31、R39、R50和R56的一端以及放大器*2A的1管脚，电阻R36的一端连接输入信号，另一端连接电子开关U16A的2管脚，电子开关U16A的1管脚分别连接电阻R23、R35、R48和R54的一端，放大器*1D的14管脚和电子开关U16C 的3管脚，放大器*1D的13管脚连接电阻R42的一端，12管脚通过电阻R46接地，电阻R42的另一端连接输入信号，电子开关U16C的4管脚连接放大器*2A 的2管脚，放大器*2A的1、3管脚均分别连接电阻R31、R39、R50和R56的一端，电阻R34、R52的一端均连接+5V电压，电阻R40、R59的一端均连接-5V电压，放大器*1A的3管脚分别连接电阻R31、R33和R34的另一端和电阻R30的一端，2管脚与放大器*1B的6管脚连接，放大器*1A的1管脚分别连接电阻R30 的另一端和反相器U13A的1管脚，放大器*1B的5管脚分别连接电阻R35、R39 和R40的另一端以及电阻R43的一端，电阻R43的另一端分别连接放大器*1B的 7管脚和门电路U14A的2管脚，门电路U14A的1管脚连接放大器*1A的2管脚，放大器*2B的5管脚分别连接电阻R48、R50和R52的另一端以及电阻R47的一端，6管脚连接放大器*2C的9管脚，放大器*2B的7管脚分别连接电阻R47的另一端和门电路U14B的4管脚，放大器*2C的10管脚分别连接电阻R54、R56、 R59的另一端以及电阻R62的一端，8管脚分别连接电阻R62的另一端和反相器 U13B的3管脚，U13B的4管脚连接门电路U14B的5管脚，电子开关U16A的13 管脚、U16C的5管脚、门电路U14A的3管脚和门电路U14B的6管脚分别连接单片机U4的9、10、11和24管脚。

优选地，所述单片机U4的5、6管脚连接晶振电路，60、7管脚连接电阻R11、 R13和电感C26组成的滤波电路,1、32、48、64、19和13管脚均接3.3V电压，所述晶振电路包括电阻R8、晶振Y1、电容C21和电容C25，电容C21的一端接地，另一端分别连接晶振Y1、电阻R8的一端和单片机U4的5管脚，电容C25的一端接地，另一端分别连接晶振Y1、电阻R8的另一端和单片机U4的6管脚，电阻R11的一端连接3.3V电压，另一端分别连接电阻R13的一端和单片机U4的60管脚，单片机U4 的7管脚通过电容C26接地，电阻R13的另一端接地，28管脚通过电阻R38接地， 31、47、63、18和12管脚均接地。

优选地，所述电子开关U16A和U16C为4066电子开关。

本实用新型的有益效果是：与现有技术相比，本实用新型的预测电路通过四级比较电路将输入信号的范围与预设窗口进行比较，得出比较结果电平，将结果发送给CPU电路进行预测判断；CPU电路通过对比较结果的预测判断，调整前级的信号调节放大电路等，及时达到良好的效果。

附图说明

图1是本实用新型的结构图；

图2是本实用新型所述预测电路的电路图；

图3是本实用新型所述单片机的电路图。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本实用新型进行详细阐述。

如图1-3所示，本实用新型的一种单片机预测控制电路，它包括预测电路和CPU电路，所述预测电路包括电控变换运放电路和四级比较电路，所述电控变换运放电路包括电子开关U16A和U16C，输入信号经过电控变换运放电路，通过电子开关的选通，将信号传送到对应的比较电路，比较电路将输入的信号与预设窗口进行比较，得出比较结果电平，将比较结果电平发送给CPU电路，CPU 电路对结果进行预测判断，所述预设窗口为+5V和-5V的基准电压。所述CPU电路包括单片机U4，型号为STM32。

优选地，所述电控变换运放电路还包括放大器*1D、*2A，所述比较电路包括放大器*1A、*1B、*2B和*2C，所述预测电路还包括电阻网络R30～R36、R39、 R40、R42、R43、R46、R47、R48、R50、R52、R54、R56、R59和R62，反相器U13A、 U13B和门电路U14A、U14B。所述电阻R30、R31、R33～R35、R39、R40、R42、R43、 R47、R48、R50、R52、R54、R56、R59和R62的电阻值均为1.5Ω，电阻R32为 750Ω，电阻R36为7.5KΩ，电阻R46为1KΩ。所述电控变换运放电路对信号进行分布处理，当U16A打开，U16C关闭时，实现2倍放大电路，当U16A关闭， U16C打开时，实现对信号变化率放大电路。

所述放大器*1D、*2A、*1A、*1B、*2B和*2C均为LM324，所述反相器U13A、 U13B为74F04，所述门电路U14A、U14B为74LS09。

采用四级不同比较关系电路，将信号与设窗口进行比较(基准电压±5V)，得出相应的比较区间，输出相应电平给反相器U13A、U13B和门电路U14A、U14B，最终得出相应电平输入单片机U4，输入给单片机U4的电平有四种情况，分别为： MCU3端低电平，MCU4端低电平；MCU3端低电平，MCU4端高电平；MCU3端高电平，MCU4端低电平；MCU3端高电平，MCU4端高电平。

所述电阻R32的一端连接输入信号，电阻R32的另一端分别连接电阻R31、 R39、R50和R56的一端以及放大器*2A的1管脚，电阻R36的一端连接输入信号，另一端连接电子开关U16A的2管脚，电子开关U16A的1管脚分别连接电阻R23、R35、R48和R54的一端，放大器*1D的14管脚和电子开关U16C的3管脚，放大器*1D 的13管脚连接电阻R42的一端，12管脚通过电阻R46接地，电阻R42的另一端连接输入信号，电子开关U16C的4管脚连接放大器*2A的2管脚，放大器*2A的1、3管脚均分别连接电阻R31、R39、R50和R56的一端，电阻R34、R52的一端均连接+5V 电压，电阻R40、R59的一端均连接-5V电压，放大器*1A的3管脚分别连接电阻R31、 R33和R34的另一端和电阻R30的一端，2管脚与放大器*1B的6管脚连接，放大器 *1A的1管脚分别连接电阻R30的另一端和反相器U13A的1管脚，放大器*1B的5管脚分别连接电阻R35、R39和R40的另一端以及电阻R43的一端，电阻R43的另一端分别连接放大器*1B的7管脚和门电路U14A的2管脚，门电路U14A的1管脚连接放大器*1A的2管脚，放大器*2B的5管脚分别连接电阻R48、R50和R52的另一端以及电阻R47的一端，6管脚连接放大器*2C的9管脚，放大器*2B的7管脚分别连接电阻R47的另一端和门电路U14B的4管脚，放大器*2C的10管脚分别连接电阻R54、 R56、R59的另一端以及电阻R62的一端，8管脚分别连接电阻R62的另一端和反相器U13B的3管脚，U13B的4管脚连接门电路U14B的5管脚，电子开关U16A的13管脚、 U16C的5管脚、门电路U14A的3管脚和门电路U14B的6管脚分别连接单片机U4的9、 10、11和24管脚；

所述单片机U4的5、6管脚连接晶振电路，60、7管脚连接电阻R11、R13 和电感C26组成的滤波电路,1、32、48、64、19和13管脚均接3.3V电压，所述晶振电路包括电阻R8，晶振Y1，电容C21、C25，电容C21的一端接地，另一端分别连接晶振Y1、电阻R8的一端和单片机U4的5管脚，电容C25的一端接地，另一端分别连接晶振Y1、电阻R8的另一端和单片机U4的6管脚，电阻R11 的一端连接3.3V电压，另一端分别连接电阻R13的一端和单片机U4的60管脚，单片机U4的7管脚通过电容C26接地，电阻R13的另一端接地，28管脚通过电阻R38接地，31、47、63、18和12管脚均接地。

优选地，所述电子开关U16A和U16C为4066电子开关。

以上所述只是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也被视为本实用新型的保护范围。