单片机C51延时时间怎样计算.pdf
单片机单片机 C51C51 延时时间怎样计算延时时间怎样计算一.500ms 延时子程序程序:void delay500ms(void)unsigned char i,j,k;for(i=15;i0;i-)for(j=202;j0;j-)for(k=81;k0;k-);运算分析:程序共有三层循环一层循环 n:R5*2=81*2=162usDJNZ2us二层循环 m:R6*(n+3)=202*165=33330usDJNZ2us+R5 赋值 1us=3us三层循环:R7*(m+3)=15*33333=499995usDJNZ2us+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延时总时刻=三层循环+循环外=499995+5=500000us=500ms运算公式:延时时刻=(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;i0;i-)for(j=132;j0;j-)for(k=150;k0;k-);三.10ms 延时子程序程序:void delay10ms(void)unsigned char i,j,k;for(i=5;i0;i-)for(j=4;j0;j-)for(k=248;k0;k-);四.1s 延时子程序程序:void delay1s(void)unsigned char h,i,j,k;for(h=5;h0;h-)for(i=4;i0;i-)for(j=116;j0;j-)for(k=214;k0;k-);参考链接：:/picavr/news/2020-04/2106.htm摘要实际的单片机应用系统开发过程中，由于程序功能的需要，经常编写各种延时程序，延时时刻从数微秒到数秒不等，关于许多 C51 开发者专门是初学者编制专门精确的延时程序有一定难度。本文从实际应用动身，讨论几种有用的编制精确延时程序和运算程序执行时刻的方法，并给出各种方法使用的详细步骤，以便读者能够专门好地把握明白得。关键词 Keil C51 精确延时程序执行时刻引言单片机因具有体积小、功能强、成本低以及便于实现分布式操纵而有专门广泛的应用领域1。单片机开发者在编制各种应用程序时经常会遇到实现精确延时的问题，比如按键去抖、数据传输等操作都要在程序中插入一段或几段延时，时刻从几十微秒到几秒。有时还要求有专门高的精度，如使用单总线芯片DS18B20 时，承诺误差范畴在十几微秒以内2，否那么，芯片无法工作。用51 汇编语言写程序时，这种问题专门容易得到解决，而目前开发嵌入式系统软件的主流工具为 C 语言，用 C51 写延时程序时需要一些技巧3。因此，在多年单片机开发体会的基础上，介绍几种有用的编制精确延时程序和运算程序执行时刻的方法。实现延时通常有两种方法：一种是硬件延时，要用到定时器/计数器，这种方法能够提高 CPU 的工作效率，也能做到精确延时；另一种是软件延时，这种方法要紧采纳循环体进行。1 使用定时器/计数器实现精确延时单片机系统一样常选用 11.059 2 MHz、12 MHz 或 6 MHz 晶振。第一种更容易产生各种标准的波特率，后两种的一个机器周期分别为 1 s 和 2 s，便于精确延时。本程序中假设使用频率为12 MHz 的晶振。最长的延时时刻可达 216=65 536 s。假设定时器工作在方式 2，那么可实现极短时刻的精确延时；如使用其他定时方式，那么要考虑重装定时初值的时刻重装定时器初值占用 2 个机器周期。在实际应用中，定经常采纳中断方式，如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时刻的延时。使用定时器/计数器延时从程序的执行效率和稳固性两方面考虑差不多上最正确的方案。但应该注意，C51 编写的中断服务程序编译后会自动加上 PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW 和 POP ACC语句，执行时占用了 4个机器周期；如程序中还有计数值加 1 语句，那么又会占用 1 个机器周期。这些语句所消耗的时刻在运算定时初值时要考虑到里面去，从初值中减去以达到最小误差的目的。2 软件延时与时刻运算在专门多情形下，定时器/计数器经常被用作其他用途，这时候就只能用软件方法延时。下面介绍几种软件延时的方法。2.1 短暂延时能够在 C 文件中通过使用带_NOP_()语句的函数实现，定义一系列不同的延时函数，如 Delay10us()、Delay25us()、Delay40us()等存放在一个自定义的 C 文件中，需要时在主程序中直截了当调用。如延时10 s 的延时函数可编写如下：Delay10us()函数中共用了 6 个_NOP_()语句，每个语句执行时刻为 1 s。主函数调用 Delay10us()时，先执行一个 LCALL 指令2 s，然后执行 6 个_NOP_()语句6 s，最后执行了一个 RET 指令2 s，因此执行上述函数时共需要 10 s。能够把这一函数当作差不多延时函数，在其他函数中调用，即嵌套调用4，以实现较长时刻的延时；但需要注意，如在 Delay40us()中直截了当调用 4 次 Delay10us()函数，得到的延时时刻将是 42 s，而不是 40 s。这是因为执行 Delay40us()时，先执行了一次 LCALL指令2 s，然后开始执行第一个 Delay10us()，执行完最后一个 Delay10us()时，直截了当返回到主程序。依此类推，假如是两层嵌套调用，如在 Delay80us()中两次调用 Delay40us()，那么也要先执行一次LCALL 指令2 s，然后执行两次 Delay40us()函数84 s，因此，实际延时时刻为 86 s。简言之，只有最内层的函数执行 RET 指令。该指令直截了当返回到上级函数或主函数。如在 Delay80s()中直截了当调用 8 次 Delay10us()，现在的延时时刻为 82 s。通过修改差不多延时函数和适当的组合调用，上述方法能够实现不同时刻的延时。2.2 在 C51 中嵌套汇编程序段实现延时在 C51 中通过预处理指令#pragma asm 和#pragma endasm 能够嵌套汇编语言语句。用户编写的汇编语言紧跟在#pragma asm 之后，在#pragma endasm 之前终止。如：#pragma asm汇编语言程序段#pragma endasm延时函数可设置入口参数，可将参数定义为 unsigned char、int 或 long 型。依照参数与返回值的传递规那么，这时参数和函数返回值位于 R7、R7R6、R7R6R5 中。在应用时应注意以下几点：#pragma asm、#pragma endasm 不承诺嵌套使用；在程序的开头应加上预处理指令#pragma asm，在该指令之前只能有注释或其他预处理指令；当使用 asm 语句时，编译系统并不输出目标模块，而只输出汇编源文件；asm 只能用小写字母，假如把 asm 写成大写，编译系统就把它作为一般变量；#pragma asm、#pragma endasm 和 asm 只能在函数内使用。将汇编语言与 C51 结合起来，充分发挥各自的优势，无疑是单片机开发人员的最正确选择。2.3 使用示波器确定延时时刻熟悉硬件的开发人员，也能够利用示波器来测定延时程序执行时刻。方法如下：编写一个实现延时的函数，在该函数的开始置某个 I/O 口线如 P1.0 为高电平，在函数的最后清 P1.0 为低电平。在主程序中循环调用该延时函数，通过示波器测量 P1.0 引脚上的高电平常刻即可确定延时函数的执行时刻。方法如下：把 P1.0 接入示波器，运行上面的程序，能够看到 P1.0 输出的波形为周期是 3 ms 的方波。其中，高电平为 2 ms，低电平为 1 ms，即 for 循环结构for(j=0;j124;j+);的执行时刻为 1 ms。通过改变循环次数，可得到不同时刻的延时。因此，也能够不用 for 循环而用别的语句实现延时。那个地点讨论的只是确定延时的方法。2.4 使用反汇编工具运算延时时刻关于不熟悉示波器的开发人员可用 Keil C51 中的反汇编工具运算延时时刻，在反汇编窗口中可用源程序和汇编程序的混合代码或汇编代码显示目标应用程序。为了说明这种方法，还使用for(i=0;iDlyT;i+);。在程序中加入这一循环结构，第一选择 build taget，然后单击 start/stop debug session 按钮进入程序调试窗口，最后打开 Disassembly window，找出与这部分循环结构相对应的汇编代码，具体如下：能够看出，0 x000F0 x0017 一共 8 条语句，分析语句能够发觉并不是每条语句都执行DlyT 次。核心循环只有 0 x00110 x0017共 6 条语句，总共 8 个机器周期，第 1 次循环先执行CLR A和MOV R6，A两条语句，需要2 个机器周期，每循环 1 次需要 8 个机器周期，但最后1 次循环需要 5 个机器周期。DlyT次核心循环语句消耗2+DlyT8+5个机器周期，当系统采纳 12 MHz 时，精度为 7 s。当采纳 while(DlyT-)循环体时，DlyT 的值存放在 R7 中。相对应的汇编代码如下：2.5 使用性能分析器运算延时时刻专门多 C 程序员可能对汇编语言不太熟悉，专门是每个指令执行的时刻是专门难经历的，因此，再给出一种使用 Keil C51 的性能分析器运算延时时刻的方法。那个地点还往常面介绍的 for(i=0;i124;i+)结构为例。使用这种方法时，必须先设置系统所用的晶振频率，选择 Options for target 中的 target 选项，在Xtal(MHz)中填入所用晶振的频率。将程序编译后，分别在_point=1 和 T_point=0 处设置两个运行断点。选择 start/stop debug session 按钮进入程序调试窗口，分别打开Performance Analyzer window 和Disassembly window。运行程序前，要第一将程序复位，计时器清零；然后按 F5 键运行程序，从程序效率评估窗口的下部分能够看到程序到了第一个断点，也确实是所要算的程序段的开始处，用了 389 s；再按 F5 键，程序到了第 2 个断点处也确实是所要算的程序段的终止处，现在时刻为 1 386 s。最后用终止处的时刻减去开始处时刻，就得到循环程序段所占用的时刻为 997 s。因此也能够不用打开 Performance Analyzer window，这时观看左边工具栏秒SEC项。全速运行时，时刻不变，只有当程序运行到断点处，才显示运行所用的时刻。3 总结本文介绍了多种实现并运算延时程序执行时刻的方法。使用定时器进行延时是最正确的选择，能够提高 MCU工作效率，在无法使用定时器而又需要实现比较精确的延时时，后面介绍的几种方法能够实现不等时刻的延时：使用自定义头文件的优点是，可实现任意时刻长短的延时，并减少主程序的代码长度，便于对程序的阅读明白得和爱护。编写延时程序是一项专门苦恼的任务，可能需要多次修改才能满足要求。把握延时程序的编写，能够使程序准确得以执行，这对项目开发有着重要的意义。本文所讨论的几种方法，差不多上来源于实际项目的开发体会，有着专门好的有用性和适应性。
