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      51單片機延時程序的設(shè)計方法

      作者: 時間:2012-07-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

      應(yīng)用的時候,經(jīng)常會遇到需要短時間延時的情況。需要的延時時間很短,一般都是幾十到幾百微妙(us)。有時候還需要很高的精度,比如用驅(qū)動 DS18B20的時候,誤差容許的范圍在十幾us以內(nèi),不然很容易出錯。這種情況下,用計時器往往有點小題大做。而在極端的情況下,計時器甚至已經(jīng)全部派上了別的用途。這時就需要我們另想別的辦法了。
      以前用匯編語言寫程序的時候,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 單片機的指令周期是晶振頻率的1/12,也就是1us一個周期。mov r0, #09h需要2個極其周期,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,比如程序易維護,便于理解,適合大的項目。但缺點(我覺得這是C的唯一一個缺點了)就是實時性沒有保證,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,也需要用匯編來實現(xiàn)呢?為了找到這個答案,我做了一個實驗。
      用C語言實現(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點~~~光看主要的那四條語句,就需要6個機器周期。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
      ...
      因為函數(shù)的調(diào)用需要2個時鐘周期的lcall,所以delay time比從函數(shù)代碼的執(zhí)行時間多2。順便提一下,有的朋友寫的是這樣的代碼:
      void delay2(unsigned char i)
      {
      unsigned char a;
      for(a = i; a != 0; a--);
      }
      可能有人認為這會生成更長的匯編代碼來,但是事實證明:
      ; FUNCTION _delay2 (BEGIN)
      ; SOURCE LINE # 18
      ;---- Variable i assigned to Register R7 ----
      ; SOURCE LINE # 19
      ; SOURCE LINE # 21
      ;---- Variable a assigned to Register R7 ----
      0000 ?C0007:
      0000 EF MOV A,R7
      0001 6003 JZ ?C0010
      0003 1F DEC R7
      0004 80FA SJMP ?C0007
      ; SOURCE LINE # 22
      0006 ?C0010:
      0006 22 RET
      ; FUNCTION _delay2 (END)

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