学习报告如下
一,关于c51
80C51 是一款八位单片机,它的易用性和多功能性受到了广大使用者的好评.它是第 三代单片机的代表. 第三代单片机包括了 Intel 公司发展 MCS-51 系列的新一代产品,如 8xC152, 80C51FA/FB,80C51GA/GB,8xC451,8xC452,还包括了 Philips,Siemens,ADM, Fujutsu,OKI,Harria-Metra,ATMEL 等公司以 80C51 为核心推出的大量各具特色, 与 80C51 兼容的单片机.新一代的单片机的最主要的技术特点是向外部接口电路扩 展,以实现 Microcomputer 完善的控制功能为己任,将一些外部接口功能单元如 A/D ,PWM,PCA(可编程计数器阵列),WDT(监视定时器),高速 I/O 口,计数器的捕获/ 比较逻辑等.这一代单片机中,在总线方面最重要的进展是为单片机配置了芯片间的 串行总线,为单片机应用系统设计提供了更加灵活的方式.Philips 公司还为这一代单片机 80C51 系列 8xC592 单片机引入了具有较强功能的设备间网络系统总线 ----CAN(Controller Area Network BUS). 新一代单片机为外部提供了相当完善的总线结构,为系统的扩展与配置打下了 良好的基础. 本设计就采用了比较先进的 80C51 为控制核心,80C51 采用 CHOMS 工艺,功耗很 低.该设计具有实际意义,可以应用于考古,机器人,医疗器械等许多方面./
C51编程主要是C语言,我们在购置了C51学习开发板后,一直进行着51单片机的学习研究,并学习这部分模拟电子技术以及数字电子技术基础,为项目的进行,积累知识储备
二,关于控制系统
在查阅相关资料之后,我们确定了如下设计方案
核心控制采用80C51系列单片机进行控
调速系统:采用L298N驱动板驱动步进式电机
附1. 步进电机的工作原理
四相步进电机,采用单极性直流电源供电.只要对步进电机的各相绕组按合适的时序通电,就能使步进电机步进转动.
图1是该四相反应式步进电机工作原理示意图

图1 四相步进电机步进示意图
开始时,开关SB接通电源,SA,SC,SD断开,B相磁极和转子0,3号齿对齐,同时,转子的1,4号齿就和C,D相绕组磁极产生错齿,2,5号齿就和D,A相绕组磁极产生错齿.
当开关SC接通电源,SB,SA,SD断开时,由于C相绕组的磁力线和1,4号齿之间磁力线的作用,使转子转动,1,4号齿和C相绕组的磁极对齐.而0,3号齿和A,B相绕组产生错齿,2,5号齿就和A,D相绕组磁极产生错齿.依次类推,A,B,C,D四相绕组轮流供电,则转子会沿着A,B,C,D方向转动.
四相步进电机按照通电顺序的不同,可分为单四拍,双四拍,八拍三种工作方式.单四拍与双四拍的步距角相等,但单四拍的转动力矩小.八拍工作方式的步距角是单四拍与双四拍的一半,因此,八拍工作方式既可以保持较高的转动力矩又可以提高控制精度.
单四拍,双四拍与八拍工作方式的电源通电时序与波形分别如图2.a,b,c所示:

a. 单四拍 b. 双四拍 c八拍
图2.步进电机工作时序波形图
附2.基于AT89C2051的步进电机驱动器系统电路原理
步进电机驱动器系统电路原理如图3:

图3 步进电机驱动器系统电路原理图
AT89C2051将控制脉冲从P1口的P1.4~P1.7输出,经74LS14反相后进入9014,经9014放大后控制光电开关,光电隔离后,由功率管TIP122将脉冲信号进行电压和电流放大,驱动步进电机的各相绕组.使步进电机随着不同的脉冲信号分别作正转,反转,加速,减速和停止等动作.图中L1为步进电机的一相绕组.AT89C2051选用频率22MHz的晶振,选用较高晶振的目的是为了在方式2下尽量减小AT89C2051对上位机脉冲信号周期的影响.
图3中的RL1~RL4为绕组内阻,50Ω电阻是一外接电阻,起限流作用,也是一个改善回路时间常数的元件.D1~D4为续流二极管,使电机绕组产生的反电动势通过续流二极管(D1~D4)而衰减掉,从而保护了功率管TIP122不受损坏.
在50Ω外接电阻上并联一个200μF电容,可以改善注入步进电机绕组的电流脉冲前沿,提高了步进电机的高频性能.与续流二极管串联的200Ω电阻可减小回路的放电时间常数,使绕组中电流脉冲的后沿变陡,电流下降时间变小,也起到提高高频工作性能的作用.