單片機(jī)延時(shí)程序經(jīng)驗(yàn)

只要在程序設(shè)計(jì)循環(huán)語(yǔ)句時(shí)注意以上幾個(gè)問(wèn)題。

下面給出有關(guān)在C51中延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問(wèn)題

1、在C51中進(jìn)行精確的延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)，盡量不要或少在延時(shí)子程序中定義局部變量，所有的延時(shí)子程序中變量通過(guò)有參函數(shù)傳遞。

2、在延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)，采用do…while，結(jié)構(gòu)做循環(huán)體要比f(wàn)or結(jié)構(gòu)做循環(huán)體好。

3、在延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行循環(huán)體嵌套時(shí)，采用先內(nèi)循環(huán)，再減減比先減減，再內(nèi)循環(huán)要好。

unsigned char delay(unsigned char i,unsigned char j,unsigned char k)

{unsigned char b,c;

b="j";

c="k";

do{

do{

do{k--};

while(k);

k="c";

j--;};

while(j);

j=b;

i--;};

while(i);

}

這精確延時(shí)子程序就被C51編譯為有下面的指令組合完成

delay延時(shí)子程序如下：

MOV R6，05H

MOV R4，03H

C0012： DJNZ R3， C0012

MOV R3，04H

DJNZ R5， C0012

MOV R5，06H

DJNZ R7， C0012

RET

假設(shè)參數(shù)變量i的初值為m，參數(shù)變量j的初值為n，參數(shù)變量k的初值為l，則總延時(shí)時(shí)間為：l×(n×(m×T+2T)+2T)+3T，其中T為DJNZ和MOV指令執(zhí)行的時(shí)間。當(dāng)m=n=l時(shí)，精確延時(shí)為9T，最短;當(dāng)m=n=l=256時(shí)，精確延時(shí)到16908803T，最長(zhǎng)。

實(shí)現(xiàn)延時(shí)通常有兩種方法：一種是硬件延時(shí)，要用到定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，這種方法可以提高CPU的工作效率，也能做到精確延時(shí);另一種是軟件延時(shí)，這種方法主要采用循環(huán)體進(jìn)行。

1 使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)精確延時(shí)

單片機(jī)系統(tǒng)一般常選用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一種更容易產(chǎn)生各種標(biāo)準(zhǔn)的波特率，后兩種的一個(gè)機(jī)器周期分別為1 μs和2 μs，便于精確延時(shí)。本程序中假設(shè)使用頻率為12 MHz的晶振。最長(zhǎng)的延時(shí)時(shí)間可達(dá)216=65 536 μs。若定時(shí)器工作在方式2，則可實(shí)現(xiàn)極短時(shí)間的精確延時(shí);如使用其他定時(shí)方式，則要考慮重裝定時(shí)初值的時(shí)間(重裝定時(shí)器初值占用2個(gè)機(jī)器周期)。

在實(shí)際應(yīng)用中，定時(shí)常采用中斷方式，如進(jìn)行適當(dāng)?shù)难h(huán)可實(shí)現(xiàn)幾秒甚至更長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)。使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器延時(shí)從程序的執(zhí)行效率和穩(wěn)定性?xún)煞矫婵紤]都是最佳的方案。但應(yīng)該注意，C51編寫(xiě)的中斷服務(wù)程序編譯后會(huì)自動(dòng)加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC語(yǔ)句，執(zhí)行時(shí)占用了4個(gè)機(jī)器周期;如程序中還有計(jì)數(shù)值加1語(yǔ)句，則又會(huì)占用1個(gè)機(jī)器周期。這些語(yǔ)句所消耗的時(shí)間在計(jì)算定時(shí)初值時(shí)要考慮進(jìn)去，從初值中減去以達(dá)到最小誤差的目的。

2 軟件延時(shí)與時(shí)間計(jì)算

在很多情況下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器經(jīng)常被用作其他用途，這時(shí)候就只能用軟件方法延時(shí)。下面介紹幾種軟件延時(shí)的方法。

2.1 短暫延時(shí)

可以在C文件中通過(guò)使用帶_NOP_( )語(yǔ)句的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，定義一系列不同的延時(shí)函數(shù)，如Delay10us( )、Delay25us( )、Delay40us( )等存放在一個(gè)自定義的C文件中，需要時(shí)在主程序中直接調(diào)用。如延時(shí)10 μs的延時(shí)函數(shù)可編寫(xiě)如下：

void Delay10us( ) {

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

}

Delay10us( )函數(shù)中共用了6個(gè)_NOP_( )語(yǔ)句，每個(gè)語(yǔ)句執(zhí)行時(shí)間為1 μs。主函數(shù)調(diào)用Delay10us( )時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)LCALL指令(2 μs)，然后執(zhí)行6個(gè)_NOP_( )語(yǔ)句(6 μs)，最后執(zhí)行了一個(gè)RET指令(2 μs)，所以執(zhí)行上述函數(shù)時(shí)共需要10 μs。　　可以把這一函數(shù)當(dāng)作基本延時(shí)函數(shù)，在其他函數(shù)中調(diào)用，即嵌套調(diào)用[4]，以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí);但需要注意，如在Delay40us( )中直接調(diào)用4次Delay10us( )函數(shù)，得到的延時(shí)時(shí)間將是42 μs，而不是40 μs。這是因?yàn)閳?zhí)行Delay40us( )時(shí)，先執(zhí)行了一次LCALL指令(2 μs)，然后開(kāi)始執(zhí)行第一個(gè)Delay10us( )，執(zhí)行完最后一個(gè)Delay10us( )時(shí)，直接返回到主程序。依此類(lèi)推，如果是兩層嵌套調(diào)用，如在Delay80us( )中兩次調(diào)用Delay40us( )，則也要先執(zhí)行一次LCALL指令(2 μs)，然后執(zhí)行兩次Delay40us( )函數(shù)(84 μs)，所以，實(shí)際延時(shí)時(shí)間為86 μs。簡(jiǎn)言之，只有最內(nèi)層的函數(shù)執(zhí)行RET指令。該指令直接返回到上級(jí)函數(shù)或主函數(shù)。如在Delay80μs( )中直接調(diào)用8次Delay10us( )，此時(shí)的延時(shí)時(shí)間為82 μs。通過(guò)修改基本延時(shí)函數(shù)和適當(dāng)?shù)慕M合調(diào)用，上述方法可以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間的延時(shí)。

2.2 在C51中嵌套匯編程序段實(shí)現(xiàn)延時(shí)

在C51中通過(guò)預(yù)處理指令#pragma asm和#pragma endasm可以嵌套匯編語(yǔ)言語(yǔ)句。用戶(hù)編寫(xiě)的匯編語(yǔ)言緊跟在#pragma asm之后，在#pragma endasm之前結(jié)束。

如：#pragma asm

…

匯編語(yǔ)言程序段

…

#pragma endasm