單片機延時程序經驗

只要在程序設計循環語句時注意以上幾個問題。

下面給出有關在C51中延時子程序設計時要注意的問題

1、在C51中進行精確的延時子程序設計時，盡量不要或少在延時子程序中定義局部變量，所有的延時子程序中變量通過有參函數傳遞。

2、在延時子程序設計時，采用do…while，結構做循環體要比for結構做循環體好。

3、在延時子程序設計時，要進行循環體嵌套時，采用先內循環，再減減比先減減，再內循環要好。

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);

}

這精確延時子程序就被C51編譯為有下面的指令組合完成

delay延時子程序如下：

MOV R6，05H

MOV R4，03H

C0012： DJNZ R3， C0012

MOV R3，04H

DJNZ R5， C0012

MOV R5，06H

DJNZ R7， C0012

RET

假設參數變量i的初值為m，參數變量j的初值為n，參數變量k的初值為l，則總延時時間為：l×(n×(m×T+2T)+2T)+3T，其中T為DJNZ和MOV指令執行的時間。當m=n=l時，精確延時為9T，最短;當m=n=l=256時，精確延時到16908803T，最長。

實現延時通常有兩種方法：一種是硬件延時，要用到定時器/計數器，這種方法可以提高CPU的工作效率，也能做到精確延時;另一種是軟件延時，這種方法主要采用循環體進行。

1 使用定時器/計數器實現精確延時

單片機系統一般常選用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一種更容易產生各種標準的波特率，后兩種的一個機器周期分別為1 μs和2 μs，便于精確延時。本程序中假設使用頻率為12 MHz的晶振。最長的延時時間可達216=65 536 μs。若定時器工作在方式2，則可實現極短時間的精確延時;如使用其他定時方式，則要考慮重裝定時初值的時間(重裝定時器初值占用2個機器周期)。

在實際應用中，定時常采用中斷方式，如進行適當的循環可實現幾秒甚至更長時間的延時。使用定時器/計數器延時從程序的執行效率和穩定性兩方面考慮都是最佳的方案。但應該注意，C51編寫的中斷服務程序編譯后會自動加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC語句，執行時占用了4個機器周期;如程序中還有計數值加1語句，則又會占用1個機器周期。這些語句所消耗的時間在計算定時初值時要考慮進去，從初值中減去以達到最小誤差的目的。

2 軟件延時與時間計算

在很多情況下，定時器/計數器經常被用作其他用途，這時候就只能用軟件方法延時。下面介紹幾種軟件延時的方法。

2.1 短暫延時

可以在C文件中通過使用帶_NOP_( )語句的函數實現，定義一系列不同的延時函數，如Delay10us( )、Delay25us( )、Delay40us( )等存放在一個自定義的C文件中，需要時在主程序中直接調用。如延時10 μs的延時函數可編寫如下：

void Delay10us( ) {

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

}

Delay10us( )函數中共用了6個_NOP_( )語句，每個語句執行時間為1 μs。主函數調用Delay10us( )時，先執行一個LCALL指令(2 μs)，然后執行6個_NOP_( )語句(6 μs)，最后執行了一個RET指令(2 μs)，所以執行上述函數時共需要10 μs。　　可以把這一函數當作基本延時函數，在其他函數中調用，即嵌套調用[4]，以實現較長時間的延時;但需要注意，如在Delay40us( )中直接調用4次Delay10us( )函數，得到的延時時間將是42 μs，而不是40 μs。這是因為執行Delay40us( )時，先執行了一次LCALL指令(2 μs)，然后開始執行第一個Delay10us( )，執行完最后一個Delay10us( )時，直接返回到主程序。依此類推，如果是兩層嵌套調用，如在Delay80us( )中兩次調用Delay40us( )，則也要先執行一次LCALL指令(2 μs)，然后執行兩次Delay40us( )函數(84 μs)，所以，實際延時時間為86 μs。簡言之，只有最內層的函數執行RET指令。該指令直接返回到上級函數或主函數。如在Delay80μs( )中直接調用8次Delay10us( )，此時的延時時間為82 μs。通過修改基本延時函數和適當的組合調用，上述方法可以實現不同時間的延時。

2.2 在C51中嵌套匯編程序段實現延時

在C51中通過預處理指令#pragma asm和#pragma endasm可以嵌套匯編語言語句。用戶編寫的匯編語言緊跟在#pragma asm之后，在#pragma endasm之前結束。

如：#pragma asm

…

匯編語言程序段

…

#pragma endasm