51單片機(jī)的精確延時程序分析

在晶振為11.0592的情況下，如下程序能實(shí)現(xiàn)ms級的比較精確的延時：

1 void Delayms(unsigned int n)

2 {

3 unsigned int i,j;

4 for(j=n;j>0;j--)

5 for(i=112;i>0;i--);

6 }

用keil可以看出這個延時的時間，我們先延時1ms，即Delayms（1）。

進(jìn)入Delayms前，sec=0.00042209s

延時后，sec=0.00142253s

可以知道Delayms（1）實(shí)際延時0.00142253s—0.00042209s=0.00100044s≈1ms

同樣如果想延時15ms的話，用Delayms（15），實(shí)際延時0.01480903s≈15ms，延時還是挺精確的。

參考：www.jiangx.net/post/214.html

以上例子給我們的啟示是，在不確定延時程序延時多少的情況下，可以通過調(diào)試的方法檢測出來。

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二、匯編程序（500ms）：

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

計(jì)算分析:

程序共有三層循環(huán)

一層循環(huán)n:R5*2 = 81*2 = 162us DJNZ 2us

二層循環(huán)m:R6*(n+3) = 202*165 = 33330us DJNZ 2us + R5賦值 1us = 3us

三層循環(huán): R7*(m+3) = 15*33333 = 499995us DJNZ 2us + R6賦值 1us = 3us

循環(huán)外: 5us 子程序調(diào)用 2us + 子程序返回 2us + R7賦值 1us = 5us

延時總時間 = 三層循環(huán) + 循環(huán)外 = 499995+5 = 500000us =500ms

計(jì)算公式:延時時間=[(2*R5+3)*R6+3]*R7+5

匯編指令速查表：http://www.cainiao8.com/embedded/51danpianji/danpianji03_zhiling.html

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三、延時程序分析

用匯編語言寫單片機(jī)程序的時候，這個問題還是相對容易解決的。比如用的是12MHz晶振的51，打算延時20us，只要用下面的代碼，就可以滿足一般的需要：

mov r0, #09h

loop: djnz r0, loop

51單片機(jī)的機(jī)器周期是晶振頻率的1/12，也就是1us一個周期。mov r0, #09h需要2個機(jī)器周期，djnz也需要2個極其周期。那么存在r0里的數(shù)就是(20-2)/2。用這種方法，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)256us以下時間的延時。如果需要更長時間，可以使用兩層嵌套。而且精度可以達(dá)到2us，一般來說，這已經(jīng)足夠了。

現(xiàn)在，應(yīng)用更廣泛的毫無疑問是Keil的C編譯器。相對匯編來說，C固然有很多優(yōu)點(diǎn)，比如程序易維護(hù)，便于理解，適合大的項(xiàng)目。但缺點(diǎn)就是實(shí)時性沒有保證，無法預(yù)測代碼執(zhí)行的指令周期。因而在實(shí)時性要求高的場合，還需要匯編和C的聯(lián)合應(yīng)用。但是是不是這樣一個延時程序，也需要用匯編來實(shí)現(xiàn)呢？為了找到這個答案，我做了一個實(shí)驗(yàn)。

用C語言實(shí)現(xiàn)延時程序，首先想到的就是C常用的循環(huán)語句。下面這段代碼是我經(jīng)常在網(wǎng)上看到的：

void delay2(unsigned char i)

{

for(; i != 0; i--);

}

到底這段代碼能達(dá)到多高的精度呢？為了直接衡量這段代碼的效果，我把 Keil C 根據(jù)這段代碼產(chǎn)生的匯編代碼找了出來：

; FUNCTION _delay2 (BEGIN)

; SOURCE LINE # 18

;---- Variable i assigned to Register R7 ----

; SOURCE LINE # 19

; SOURCE LINE # 20

0000 ?C0007:

0000 EF MOV A,R7

0001 6003 JZ ?C0010

0003 1F DEC R7

0004 80FA SJMP ?C0007

; SOURCE LINE # 21

0006 ?C0010:

0006 22 RET

; FUNCTION _delay2 (END)

真是不看不知道~~~一看才知道這個延時程序是多么的不準(zhǔn)點(diǎn)~~~光看主要的那四條語句，就需要6個機(jī)器周期。也就是說，它的精度頂多也就是6us而已，這還沒算上一條 lcall 和一條 ret。如果我們把調(diào)用函數(shù)時賦的i值根延時長度列一個表的話，就是：

i delay time/us

0 6

1 12

2 18

...

如果你將程序中的(unsigned char i)改為(unsigned int i)的話匯編程序?qū)⒆兊酶硬缓夏惚疽狻?/p>