14.2.2 并行控制
在并行控制中，单片机通过数条并行口线，直接发出多相脉冲信号，通过功率放大后，送入步进电机的各相绕组。这样就不再需要脉冲分配器，脉冲分配器的功能可以用软件的方法实现，从而简化了硬件电路。
（1）硬件电路
如图14-5所示用单片机80C51的P1.0～P1.2作为并行输出，依次循环输出驱动三相反应式步进电机所需的6个状态：
A->AB->B->BC->C->CA->A
图14-5 软件代替脉冲分配器
三相步进电机为三相六拍运行状态，正转6个控制字和反转6个控制字分别存入内存单元（30H～35H，38H～3DH）。控制字见表14-1
表14-1 三相步进电机三相六拍控制字
（2）参考程序
入口参数（R0）：控制字地址
出口参数（R0）：控制字地址
以下程序为步进电机走一步的子程序。
正转子程序：
ZZ: SETB RS0 ;1寄存器
INC R0
L0: CJNE R0,#36H,LL1 ;六拍未结束，则转LL1
MOV R0,#30H ;六拍结束，则转回第一拍
LL1: MOV A,@R0 ;取控制字
MOV P1,A ;控制字输出
CLR RS0 ;返回0区
RET
反转子程序：
FZ: SETB RS0
INC R0
CJNE R0,#3EH,LL2
MOV R0,#38H
LL2: MOV A,@R0
MOV P1,A
CLR RS0
RET
14.3 步进电机的转速控制
由式（14-2）可知，改变脉冲电源的频率就改变了步进电机的转速。控制脉冲电源的频率实际上就是控制各通电状态秩序时间的长短。采用调延时子程序或定时器定时中断的方法可以实现时间控制。由于延时子程序占用大量CPU时间，因此实际应用中常采用定时器中断的方法进行时间控制。
下面以80C51中的T0定时器为例介绍速度控制子程序。设定时器T0以方式1工作，改变速度的时间常数放在内部RAM的30H（地位）和31H（高位）中，改变转向的标志放在F0中。在定时器中断服务程序中，要完成的操作有保护现场、步进电机走一步、定时器重装初值和恢复现场共4步。
主程序：
…
MOV TMOD,#01H ;T0方式1
MOV A,#DATA1 ;转速初值
ADD A,30H
MOV TL0,A
MOV A,#DATA2
ADDC A,31H
MOV TH0,A
SETB TR0 ;TO开始计数
SETB ET0 ;开中断
SETB EA
JB F0,FZ1 ;判断反转，转FZ1
MOV 08H,#2FH ;正转控制字地址初值
…
LJMP DIR
FZ1: MOV 08H,#37H ;反转控制字地址初值
…
DIR: …
T0中断服务子程序：
TOZD: PUSH ACC
PUSH PSW
JB F0,FZ1
LCALL ZZ
SJMP T0ZZ
FZ1: LCALL FZ
TOZZ: CLR TR0
MOV A,#DATA1
ADD A,30H
MOV TL0,A
MOV A,#DATA2
ADDC A,31H
MOV TH0,A
SETB TR0
POP PSW
POP ACC
RETI
14.4 步进电机加减速定位控制
14.4.1 加减速定位控制原理
步进电机的最高启动频率一般为几百到几千Hz，而最高运行频率则可以达到几万Hz。当以高于最高启动频率的频率直接启动时，将出现“失步”现象，有时甚至转动不起来。而如果先以低于最高启动频率的频率启动，在逐步提高频率，使电动机逐步加强，则可以达到最高运行频率。此外，对于正在快速转动的步进电机，若在达到终点时，立即停发脉冲令其立即准确锁定，也是很难实现的，由于惯性电动机往往冲过头，也会出现失步。
如果电动机的工作频率总是低于最高启动频率当然不会失步，但电动机工作速度和工作效率太低。采用加减速定位控制，就可以充分发挥电机的潜力，此时电动机的定位过程如图14-6所示，通过加速->恒定高速->减速->恒定低速->锁定，就可以既快有稳地准确定位。
图14-6 加减速定位控制
图14-6中，纵坐标是脉冲频率（步/s），它反映了转速的高低。横坐标是时间，各段时间内走过的步数用N1、N2等表示，步数反映了距离。加速的起始频率f1应等于或略低于系统的最高启动频率。由于最高启动频率fmax与电动机的驱动方法、机械负载的性质和大小等因素有关，所以通常由试验来决定。
当然，短距离移动定位时，电动机可能还没有加速到最高运行频率就必须减速了，所以没有恒定高速运行阶段。
加减速规律一般有两种选择：一种时按指数规律，另一种是按直线规律升降速。直线加减速规律计算比较简单。
步进电机的加减速定位控制就是控制步进电机拖动给定的负载，经过加速、恒定高速及减速过程，从一个位置快速运行到另一个给定位置。对电动机而言，就是从一个锁定位置，运行若干步，尽快到达另一个位置，并加以锁定。这样就有两个基本要求：第一是总步数要符合给定值；第二是总的走步时间应尽量短。
用单片机对步进电机进行加减速控制，实际上就是控制每次换相的时间间隔。升速时，使脉冲频率逐渐升高，减速时则相反。若单片机使用定时器中断方式来控制脉冲的频率，那么加减速控制实际上就是不断改变定时器装载值的大小。为了简化程序，可以用阶梯曲线来逼近图14-6中的升降曲线，如图14-7所示。对于每一档频率，软件系统可以通过查表方式查出所需要的装载值。
图14-7 阶梯升速
下面用实例进行说明。假定系统的最低频率f1为100脉冲/s，最高运行频率fmax为1000脉冲/s，相邻两档速度差100脉冲/s，用速度字k表示速度档次，则各档频率（包括最高频率）为：
fk＝k×100脉冲/s k＝1，2，…100 （14-3）
对于直线升速，图14-7中的阶梯Δt为常数；对于指数升速，Δt为变量。Δt的大小可以通过下式计算确定：
Δt＝tm/km （14-4）
其中：tm：加速时间，一般可由实验方法来确定，以升速快而不失步为原则。
km：阶梯升速分档数
km＝fm/f1-1 （14-5）
阶梯升速过程中，各档频率（不包括最高运行频率fm）为
fk＝kf1 （14-6）
式中k＝1，2，3，…，km（km≤100）
注意fm与fmax的区别，前者为某一运行过程中的最高频率，后者为步进电机最高允许频率。当然fm≤fmax。各档频率fk内的运行步数为
Nk＝fkΔt＝kf1Δt＝kΔN （14-7）
式中ΔN＝f1Δt
升速过程内应走的总步数为：
（14-8）
在程序执行过程中，对每一档速度都要计算在该档应走的步数，然后以递减方式检查应走的步数。当减至零时，表示该档速度应走的步数已走完，于是速度字k加1，进入下一档速度。与此同时，还要递减升速过程总步数，直到升速过程总步数走完为止。
减速过程的处理方法和升速过程相仿。通常，减速时间可选取与升速的时间相同。