CN113976380B - 一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法 - Google Patents

一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及雾化片驱动技术领域，具体涉及一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，包括如下步骤：预先对单片机汇编编程语言，并定义单片机在不同情况下所应当采取的行动；通过运行汇编的编程语言，达到洞悉每个指令的执行周期；根据汇编的编程语言，单片机配合高频振荡器和指令周期的选择，同时计算出每条指令的运行时间；获取设定的pwm周期；本发明中，把整个程序的运行看做一个pwm的周期，这样的pwm周期除了最开始和最后的点外，其他时间点都可以作为是空闲的时间点，那么这些空闲的时间点就可以执行其他部分的代码，以此可以自制的高频pwm，当然这种自制的高频pwm的上限会跟芯片的cpu时钟挂钩。

Description

一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法
技术领域
本发明涉及雾化片驱动技术领域，具体涉及一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法。
背景技术
单片机是一种集成电路芯片，是采用超大规模集成电路技术把具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统、定时器/计数器等功能(可能还包括显示驱动电路、脉宽调制电路、模拟多路转换器、A/D转换器等电路)集成到一块硅片上构成的一个小而完善的微型计算机系统，在工业控制领域广泛应用。
雾化器是将试液雾化。雾化器是原子化系统的重要部件，其性能对测定的精密度和化学干扰等产生显著影响。因此要求雾化器喷雾稳定、雾滴细小、均匀和雾化效率高。根据不同用途，雾化器有多种类型。空气加湿器：用于给空气加湿的加湿器就是雾化器的一种；医用雾化器：用于治疗上呼吸道疾病的一种设备，属于医疗器械；其他类型的雾化器：如头发定型用的喷发胶的设备，电子烟组成的重要结构之一，用于将烟油雾化。
但是，目前市面流行的驱动频率为108khz的雾化器，大都是用带pwm功能模块的单片机控制的，导致雾化器原有成本较高，如果能用不带pwm模块的单片机输出模拟的高频pwm信号，那么就可以实现成本的降低。
发明内容
解决的技术问题
针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，解决了市面流行的驱动频率为108khz的雾化器，大都是用带pwm功能模块的单片机控制的，导致雾化器原有成本较高的问题。
技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：
第一方面，本发明公开了一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，包括以下步骤：
S1：预先对单片机汇编编程语言，并定义单片机在不同情况下所应当采取的行动；
S2：通过运行汇编的编程语言，达到洞悉每个指令的执行周期；
S3：根据S1中汇编的编程语言，单片机配合高频振荡器和指令周期的选择，同时计算出每条指令的运行时间；
S4：获取设定的pwm周期，同时并得到pwm周期内规定的运行指令个数；
S5：高频振荡器获取单机片的运行指令数据，同时高频振荡器根据pwm周期内规定的运行指令个数进行工作。
更进一步地，当对单片机汇编编程语言时，汇编单片机高频pwm信号的内容，并保存为自制高频pwm信号文件，经编译运行同时计算出每条指令的运行时间。
更进一步地，所述编程语言用于实现人与机器之间的交流和沟通，使用户端能够辨别出每个指令的执行周期，所述单片机根据脉冲宽度调制信号的不同情况，随后采取与其相对应的行动。
更进一步地，所述单片机会输出模拟的高频pwm信号并同时驱动雾化片工作，所述单片机输出的高频pwm信号波形的峰值随着单片机的工作电压变化而变化。
更进一步地，所述执行周期是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间，所述执行周期达到对所述编程语言内的每个指令进行检测。
更进一步地，所述高频振荡器用于产生重复电子讯号，并具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置；当配合高频内部振荡器和指令周期的选择时，所述编程语言分析计算出每条指令的运行时间，获取pwm周期内规定的运行指令个数。
第二方面，本发明公开了一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，针对用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法进行如下辅助方法的补充，包括以下步骤：
T1：设定单片机的高频振荡频率，及指令时钟的周期时钟；
T2：pwm频率选择为预定频率，并得出pwm周期时间为预定频率的百分之一；
T3：根据T1中设定的高频振荡频率，计算出设定时间内，能运行的指令个数；
T4：假定当前使用的汇编指令集都是单指令周期；
T5：根据T1中指令时钟，指令时钟是高频振荡频率的二分之一，并根据指令时钟所得值获取指令周期；
T6：根据T5中指令周期执行指令的时间，获取预定频率的pwm周期内可以执行的指令，并计算出每个指令所占百分比；
T7：获取指令信息，最终在适合的位置设置0和1，当做是占空比可变的高频信号。
更进一步地，所述占空比是指电路被接通的时间占整个电路工作周期的百分比；当去除原有设置0和1的指令时，同时其他的指令恢复初始功能。
更进一步地，所述单片机的不同型号所汇编出的指令集会存有差别，且所述单片机的汇编指令集会统一设定为单指令周期。
更进一步地，所述单指令周期根据单片机设定的高频振荡频率，以获取pwm周期内执行一道指令的时间。
有益效果
采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：
1、本发明中，把整个程序的运行看做一个pwm的周期，这样的pwm周期除了最开始和最后的点外，其他时间点都可以作为是空闲的时间点，那么这些空闲的时间点就可以执行其他部分的代码，以此可以自制的高频pwm，当然这种自制的高频pwm的上限会跟芯片的cpu时钟挂钩。
2、本发明中，通过对单片机汇编编程语言获取设定的pwm周期，以达到洞悉每个指令的执行周期及运行指令个数，稳定的输出自制高频pwm信号，并用于驱动雾化器；因单片机可以很容易地实现低频pwm信号调制成高频pwm信号，从而可以让不带有pwm功能模块的单片机输出高频脉冲信号，不仅降低了雾化器的原有成本，还可以使单片机输出模拟高频pwm信号并驱动雾化器。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的高频pwm信号驱动雾化片工作方法流程示意图；
图2为本发明的单片机高频pwm信号驱动雾化片算法流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
下面结合实施例对本发明作进一步的描述。
实施例1
本实施例提供了一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1：预先对单片机汇编编程语言，并定义单片机在不同情况下所应当采取的行动；
S2：通过运行汇编的编程语言，达到洞悉每个指令的执行周期；
S3：根据S1中汇编的编程语言，单片机配合高频振荡器和指令周期的选择，同时计算出每条指令的运行时间；
S4：获取设定的pwm周期，同时并得到pwm周期内规定的运行指令个数；
S5：高频振荡器获取单机片的运行指令数据，同时高频振荡器根据pwm周期内规定的运行指令个数进行工作。
本实施例中，单片机根据脉冲宽度调制信号的不同情况，随之采取与其相对应的行动。
本实施例pwm端接收到的高频pwm信号可以由单片机提供。
本实施例单片机输出的高频pwm信号频率为100khz到120khz变化的信号，最终稳定雾化工作的频率最接近于雾化片的谐振点，波形的峰值随着单片机所工作电压变化进而变化，同时该方波信号的占空比也会影响雾化率，可得占空比增大，雾化率则提高，反之，占空比减小，雾化率就降低。
本发明中，整个程序的运行看做一个pwm的周期，这样的pwm周期除了最开始和最后的点外，其他时间点都可以作为是空闲的时间点，那么这些空闲的时间点就可以执行其他部分的代码，以此可以自制的高频pwm，当然这种自制的高频pwm的上限会跟芯片的cpu时钟挂钩。
本发明中，通过对单片机汇编编程语言获取设定的pwm周期，以达到洞悉每个指令的执行周期及运行指令个数，稳定的输出自制高频pwm信号，并用于驱动雾化器；因单片机可以很容易地实现低频pwm信号调制成高频pwm信号，从而可以让不带有pwm功能模块的单片机输出高频脉冲信号，不仅降低了雾化器的原有成本，还可以使单片机输出模拟高频pwm信号并驱动雾化器。
实施例2
在具体实施层面，一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，如图1所示，当对单片机汇编编程语言时，汇编单片机高频pwm信号的内容，并保存为自制高频pwm信号文件，经编译运行同时计算出每条指令的运行时间。
本实施例编程语言用于实现人与机器之间的交流和沟通，使用户端能够辨别出每个指令的执行周期，单片机根据脉冲宽度调制信号的不同情况，随后采取与其相对应的行动。
本实施例单片机会输出模拟的高频pwm信号并同时驱动雾化片工作，单片机输出的高频pwm信号波形的峰值随着单片机的工作电压变化而变化。
本实施例执行周期是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间，执行周期达到对编程语言内的每个指令进行检测。
本实施例高频振荡器用于产生重复电子讯号，并具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置；当配合高频内部振荡器和指令周期的选择时，编程语言分析计算出每条指令的运行时间，获取pwm周期内规定的运行指令个数。
本实施例通过对单片机汇编编程语言获取设定的pwm周期，以达到洞悉每个指令的执行周期及运行指令个数，稳定的输出自制高频pwm信号，并用于驱动雾化器。
本实施例因单片机可以很容易地实现低频pwm信号调制成高频pwm信号，从而可以让不带有pwm功能模块的单片机输出高频脉冲信号。
本实施例不仅降低了雾化器的原有成本，还可以使单片机输出模拟高频pwm信号并驱动雾化器。
本发明中，把整个程序的运行看做一个pwm的周期，这样的pwm周期除了最开始和最后的点外，其他时间点都可以作为是空闲的时间点，那么这些空闲的时间点就可以执行其他部分的代码，以此可以自制的高频pwm，当然这种自制的高频pwm的上限会跟芯片的cpu时钟挂钩。
实施例3
在具体实施层面，一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，如图2所示，针对用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法进行如下辅助方法的补充，包括以下步骤：
T1：设定单片机的高频振荡为8mhz，指令时钟是2个cpu时钟；
T2：pwm频率需要达到100khz，即pwm周期时间就1/100khz＝10us；
T3：根据S5中设定的高频振荡，计算在10us内，能运行的指令个数；
T4：假定当前使用的汇编指令集都是单指令周期；
T5：根据S5中指令时钟，指令时钟是8mhz/2＝4mhz，换成指令周期1/4mhz＝250ns；
T6：根据S9中的指令周期，那么一个100khz的pwm周期内可以执行的指令就是10us/250ns＝40，相当于每个指令占1/40＝2.5％；
T7：获取指令信息，最终在适合的位置设置0和1，当做是占空比可变的高频信号。
本实施例中，单片机输出的高频pwm信号频率为100khz到110khz变化的信号，最终稳定雾化工作的频率最接近于雾化片的谐振点，波形的峰值随着单片机所工作电压变化进而变化，同时该方波信号的占空比也会影响雾化率，可得占空比增大，雾化率则提高，反之，占空比减小，雾化率就降低。
本实施例由于雾化片生产工艺的原因，每一片雾化片的谐振频率有所差异，同一片在雾化片工作的过程中也需要进行谐振频率的调整。
本实施例pwm端接收到的高频pwm信号可以由单片机提供。
本实施例通过设置单片机高频pwm信号驱动雾化片算法，以便于获取占空比数据。
本实施例不同型号的单片机的汇编指令集会有所差别，这里为了方便统一设定为单指令周期。
本实施例对单片机汇编编程语言获取设定的pwm周期，以达到洞悉每个指令的执行周期及运行指令个数，稳定的输出自制高频pwm信号，实现低频pwm信号调制成高频pwm信号。
本发明中，pwm周期除了最开始和最后的点外，其他时间点都可以作为是空闲的时间点，那么这些空闲的时间点就可以执行其他部分的代码，以此可以自制的高频pwm，当然这种自制的高频pwm的上限会跟芯片的cpu时钟挂钩。
实施例4
在具体实施层面，一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，如图2所示，占空比是指电路被接通的时间占整个电路工作周期的百分比。
本实施例中，当去除原有设置0和1的指令时，同时其他的指令恢复初始功能。
本实施例单片机的不同型号所汇编出的指令集会存有差别，且单片机的汇编指令集会统一设定为单指令周期。
本实施例单指令周期根据单片机设定的高频振荡频率，以获取pwm周期内执行一道指令的时间。
本实施例单片机输出的方波信号的占空比会影响雾化率，即占空比增大，雾化率则提高，反之，占空比减小，雾化率就降低。
本发明通过对单片机汇编编程语言获取设定的pwm周期，以达到洞悉每个指令的执行周期及运行指令个数，从而可以让不带有pwm功能模块的单片机输出高频脉冲信号，不仅降低了雾化器的原有成本，还可以使单片机输出模拟高频pwm信号并驱动雾化器。
本发明把整个程序的运行看做一个pwm的周期，这样的pwm周期除了最开始和最后的点外，其他时间点都可以作为是空闲的时间点，那么这些空闲的时间点就可以执行其他部分的代码，以此可以自制的高频pwm，当然这种自制的高频pwm的上限会跟芯片的cpu时钟挂钩。
综上，整个程序的运行看做一个pwm的周期，这样的pwm周期除了最开始和最后的点外，其他时间点都可以作为是空闲的时间点，那么这些空闲的时间点就可以执行其他部分的代码，以此可以自制的高频pwm，当然这种自制的高频pwm的上限会跟芯片的cpu时钟挂钩。通过对单片机汇编编程语言获取设定的pwm周期，以达到洞悉每个指令的执行周期及运行指令个数，稳定的输出自制高频pwm信号，并用于驱动雾化器；因单片机可以很容易地实现低频pwm信号调制成高频pwm信号，从而可以让不带有pwm功能模块的单片机输出高频脉冲信号，不仅降低了雾化器的原有成本，还可以使单片机输出模拟高频pwm信号并驱动雾化器。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：预先对单片机汇编编程语言，并定义单片机在不同情况下所应当采取的行动；
S2：通过运行汇编的编程语言，达到洞悉每个指令的执行周期；
S3：根据S1中汇编的编程语言，单片机配合高频振荡器和指令周期的选择，同时计算出每条指令的运行时间；
S4：获取设定的pwm周期，同时并得到pwm周期内规定的运行指令个数；
S5：高频振荡器获取单机片的运行指令数据，同时高频振荡器根据pwm周期内规定的运行指令个数进行工作；
所述单片机会输出模拟的高频pwm信号并同时驱动雾化片工作，所述单片机输出的高频pwm信号波形的峰值随着单片机的工作电压变化而变化；
所述单片机会输出模拟的高频pwm信号，具体是：在所述pwm周期中选择除最开始和最后的时间点外的其他时间点作为是空闲的时间点；在所述空闲的时间点执行其他部分的代码，得到自制的高频pwm；
针对用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法进行如下辅助方法的补充，包括以下步骤：
T1：设定单片机的高频振荡频率，及指令时钟的周期时钟；
T2：pwm频率选择为预定频率，并得出pwm周期时间为预定频率的百分之一；
T3：根据T1中设定的高频振荡频率，计算出设定时间内，能运行的指令个数；
T4：假定当前使用的汇编指令集都是单指令周期；
T5：根据T1中指令时钟，指令时钟是高频振荡频率的二分之一，并根据指令时钟所得值获取指令周期；
T6：根据T5中指令周期执行指令的时间，获取预定频率的pwm周期内可以执行的指令，并计算出每个指令所占百分比；
T7：获取指令信息，最终在适合的位置设置0和1，当做是占空比可变的高频信号；
当对单片机汇编编程语言时，汇编单片机高频pwm信号的内容，并保存为自制高频pwm信号文件，经编译运行同时计算出每条指令的运行时间。
2.根据权利要求1所述的一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，其特征在于，所述编程语言用于实现人与机器之间的交流和沟通，使用户端能够辨别出每个指令的执行周期，所述单片机根据脉冲宽度调制信号的不同情况，随后采取与其相对应的行动。
3.根据权利要求1所述的一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，其特征在于，所述执行周期是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间，所述执行周期达到对所述编程语言内的每个指令进行检测。
4.根据权利要求1所述的一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，其特征在于，所述高频振荡器用于产生重复电子讯号，并具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置；当配合高频内部振荡器和指令周期的选择时，所述编程语言分析计算出每条指令的运行时间，获取pwm周期内规定的运行指令个数。
5.根据权利要求1所述的一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，其特征在于，所述占空比是指电路被接通的时间占整个电路工作周期的百分比；当去除原有设置0和1的指令时，同时其他的指令恢复初始功能。
6.根据权利要求1所述的一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，其特征在于，所述单片机的不同型号所汇编出的指令集会存有差别，且所述单片机的汇编指令集会统一设定为单指令周期。
7.根据权利要求1所述的一种用单片机自制高频pwm信号驱动雾化片工作的方法，其特征在于，所述单指令周期根据单片机设定的高频振荡频率，以获取pwm周期内执行一道指令的时间。
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