单片机C语言的延时计算(6页).doc
-单片机C语言的延时计算-第 6 页标准的C语言中没有空语句。但在单片机的C语言编程中，经常需要用几个空指令产生短延时的效果。这在汇编语言中很容易实现，写几个nop就行了。在keil C51中，直接调用库函数：#include<intrins.h> / 声明了void _nop_(void);_nop_(); / 产生一条NOP指令 作用：对于延时很短的，要求在us级的，采用“_nop_”函数，这个函数相当汇编NOP指令，延时几微秒。 NOP指令为单周期指令，可由晶振频率算出延时时间，对于12M晶振，延时1uS。对于延时比较长的，要求在大于10us，采用C51中的循环语句来实现。 在选择C51中循环语句时，要注意以下几个问题 第一、定义的C51中循环变量，尽量采用无符号字符型变量。 第二、在FOR循环语句中，尽量采用变量减减来做循环。 第三、在dowhile，while语句中，循环体内变量也采用减减方法。 这因为在C51编译器中，对不同的循环方法，采用不同的指令来完成的。下面举例说明： unsigned char I; for(i=0;i<255;i+); unsigned char I; for(i=255;i>0;i-); 其中，第二个循环语句C51编译后，就用DJNZ指令来完成，相当于如下指令： MOV09H，0FFH LOOP： DJNZ09H，LOOP 指令相当简洁，也很好计算精确的延时时间。 同样对dowhile，while循环语句中，也是如此 例： unsigned char n; n=255; don- while(n); 或 n=255; while(n) n-; 这两个循环语句经过C51编译之后，形成DJNZ来完成的方法，故其精确时间的计算也很方便。 其三：对于要求精确延时时间更长，这时就要采用循环嵌套的方法来实现，因此，循环嵌套的方法常用于达到ms级的延时。 对于循环语句同样可以采用for，dowhile，while结构来完成，每个循环体内的变量仍然采用无符号字符变量。 unsigned char i,j for(i=255;i>0;i-) for(j=255;j>0;j-); 或 unsigned char i,j i=255; doj=255; doj- while(j); i-; while(i); 或 unsigned char i,j i=255; while(i) j=255; while(j) j-; i-; 这三种方法都是用DJNZ指令嵌套实现循环的，由C51编译器用下面的指令组合来完成的 MOVR7，0FFH LOOP2： MOVR6，0FFH LOOP1： DJNZR6，LOOP1 DJNZR7，LOOP2 这些指令的组合在汇编语言中采用DJNZ指令来做延时用，因此它的时间精确计算也是很简单，假上面变量i的初值为m，变量j的初值为n，则总延时时间为：m×（n×TT），其中T为DJNZ指令执行时间（DJNZ指令为双周期指令）。这里的+T为MOV这条指令所使用的时间。 同样对于更长时间的延时，可以采用多重循环来完成。只要在程序设计循环语句时注意以上几个问题。 下面给出有关在C51中延时子程序设计时要注意的问题 1、在C51中进行精确的延时子程序设计时，尽量不要或少在延时子程序中定义局部变量，所有的延时子程序中变量通过有参函数传递。 2、在延时子程序设计时，采用dowhile，结构做循环体要比for结构做循环体好。 3、在延时子程序设计时，要进行循环体嵌套时，采用先内循环，再减减比先减减，再内循环要好。 unsigned char delay(unsigned char i,unsigned char j,unsigned char k) unsigned char b,c; b="j" c="k" do do dok-; while(k); k="c" j-; while(j); j=b; i-; while(i); 这精确延时子程序就被C51编译为有下面的指令组合完成 delay延时子程序如下： MOV R6，05H MOV R4，03H C0012： DJNZ R3， C0012 MOV R3，04H DJNZ R5， C0012 MOV R5，06H DJNZ R7， C0012 RET 假设参数变量i的初值为m，参数变量j的初值为n，参数变量k的初值为l，则总延时时间为：l×（n×（m×T2T）2T）3T，其中T为DJNZ和MOV指令执行的时间。当m=n=l时，精确延时为9T，最短；当m=n=l=256时，精确延时到16908803T，最长。 采用软件定时的计算方法 利用指令执行周期设定，以下为一段延时程序： 指令 周期 MOV 1DJNZ 2NOP 1采用循环方式定时，有程序： MOV R5,#TIME2 ;周期1LOOP1: MOV R6,#TIME1 ; 1LOOP2: NOP ; 1 NOP ; 1 DJNZ R6,LOOP2 ; 2 DJNZ R5,LOOP1 ; 2定时数=(TIME1*4+2+1)*TIM2*2+4 刚刚又学了一条，用_nop_();时记得加上#include <intrins.h> 头文件如：#include <intrins.h> /包含库函数 _nop_(); /引用库函数敬礼。我一直都是借助仿真软件编。一点一点试时间。C语言最大的缺点就是实时性差,我在网上到看了一些关于延时的讨论,其中有篇文章 51单片机 Keil C 延时程序的简单研究,作者：InfiniteSpace Studio/isjfk写得不错,他是用while(-i);产生DJNZ 来实现精确延时,后来有人说如果while里面不能放其它语句,否则也不行,用do-while就可以,具体怎样我没有去试.所有这些都没有给出具体的实例程序来.还看到一些延时的例子多多少少总有点延时差.为此我用for循环写了几个延时的子程序贴上来,希望能对初学者有所帮助.(晶振12MHz,一个机器周期1us.) 一. 500ms延时子程序程序: void delay500ms(void) unsigned char i,j,k; for(i=15;i>0;i-) for(j=202;j>0;j-) for(k=81;k>0;k-);产生的汇编: C:0x0800 7F0F MOV R7,#0x0F C:0x0802 7ECA MOV R6,#0xCA C:0x0804 7D51 MOV R5,#0x51 C:0x0806 DDFE DJNZ R5,C:0806 C:0x0808 DEFA DJNZ R6,C:0804 C:0x080A DFF6 DJNZ R7,C:0802 C:0x080C 22 RET 计算分析: 程序共有三层循环 一层循环n:R5*2 = 81*2 = 162us DJNZ 2us 二层循环m:R6*(n+3) = 202*165 = 33330us DJNZ 2us + R5赋值 1us = 3us 三层循环: R7*(m+3) = 15*33333 = 499995us DJNZ 2us + R6赋值 1us = 3us 循环外: 5us 子程序调用 2us + 子程序返回 2us + R7赋值 1us = 5us 延时总时间 = 三层循环 + 循环外 = 499995+5 = 500000us =500ms计算公式:延时时间=(2*R5+3)*R6+3*R7+5 二. 200ms延时子程序程序:void delay200ms(void) unsigned char i,j,k; for(i=5;i>0;i-) for(j=132;j>0;j-) for(k=150;k>0;k-);产生的汇编C:0x0800 7F05 MOV R7,#0x05C:0x0802 7E84 MOV R6,#0x84C:0x0804 7D96 MOV R5,#0x96C:0x0806 DDFE DJNZ R5,C:0806C:0x0808 DEFA DJNZ R6,C:0804C:0x080A DFF6 DJNZ R7,C:0802C:0x080C 22 RET 三. 10ms延时子程序程序:void delay10ms(void) unsigned char i,j,k; for(i=5;i>0;i-) for(j=4;j>0;j-) for(k=248;k>0;k-);产生的汇编C:0x0800 7F05 MOV R7,#0x05C:0x0802 7E04 MOV R6,#0x04C:0x0804 7DF8 MOV R5,#0xF8C:0x0806 DDFE DJNZ R5,C:0806C:0x0808 DEFA DJNZ R6,C:0804C:0x080A DFF6 DJNZ R7,C:0802C:0x080C 22 RET 四. 1s延时子程序程序:void delay1s(void) unsigned char h,i,j,k; for(h=5;h>0;h-) for(i=4;i>0;i-) for(j=116;j>0;j-) for(k=214;k>0;k-);产生的汇编C:0x0800 7F05 MOV R7,#0x05C:0x0802 7E04 MOV R6,#0x04C:0x0804 7D74 MOV R5,#0x74C:0x0806 7CD6 MOV R4,#0xD6C:0x0808 DCFE DJNZ R4,C:0808C:0x080A DDFA DJNZ R5,C:0806C:0x080C DEF6 DJNZ R6,C:0804C:0x080E DFF2 DJNZ R7,C:0802C:0x0810 22 RET在精确延时的计算当中,最容易让人忽略的是计算循环外的那部分延时,在对时间要求不高的场合,这部分对程序不会造成影响.
