單片機(jī)實(shí)現(xiàn)延時(shí)方法總結(jié)

1、單片機(jī)實(shí)現(xiàn)延時(shí)方法總結(jié)實(shí)現(xiàn)延時(shí)通常有兩種方法：一種是硬件延時(shí)，要用到定時(shí)器/計(jì) 數(shù)器，這種方法可以提髙CPU的工作效率，也能做到精確延時(shí)；另一 種是軟件延時(shí)，這種方法主要采用循環(huán)體進(jìn)行。1、使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器實(shí)現(xiàn)精確延時(shí)單片機(jī)系統(tǒng)一般常選用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。 第一種更容易產(chǎn)生各種標(biāo)準(zhǔn)的波特率，后兩種的一個(gè)機(jī)器周期分別為 1 Us和2 US,便于精確延時(shí)。本程序中假設(shè)使用頻率為12 MHz的 晶振。最長(zhǎng)的延時(shí)時(shí)間可達(dá)216=65 536 us。若定時(shí)器工作在方式2, 則可實(shí)現(xiàn)極短時(shí)間的精確延時(shí)；如使用其他定時(shí)方式，則要考慮重裝 定時(shí)初值的時(shí)間（重裝定時(shí)器初值

2、占用2個(gè)機(jī)器周期）。在實(shí)際應(yīng)用中，定時(shí)常采用中斷方式，如進(jìn)行適當(dāng)?shù)难h(huán)可實(shí)現(xiàn) 幾秒甚至更長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)。使用定時(shí)器/計(jì)數(shù)器延時(shí)從程序的執(zhí)行效 率和穩(wěn)定性?xún)煞矫婵紤]都是最佳的方案。但應(yīng)該注意，C51編寫(xiě)的中 斷服務(wù)程序編譯后會(huì)自動(dòng)加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC語(yǔ)句，執(zhí)行時(shí)占用了 4個(gè)機(jī)器周期；如程序中還有計(jì)數(shù)值加1語(yǔ) 句，則又會(huì)占用1個(gè)機(jī)器周期。這些語(yǔ)句所消耗的時(shí)間在計(jì)算定時(shí)初 值時(shí)要考慮進(jìn)去，從初值中減去以達(dá)到最小誤差的目的。2、軟件延時(shí)與時(shí)間計(jì)算在很多情況下，定時(shí)器/計(jì)數(shù)器經(jīng)常被用作其他用途，這時(shí)候就 只能用軟件方法延時(shí)。下面介紹幾種軟件延時(shí)的方法。2.

3、 1短暫延時(shí)可以在C文件中通過(guò)使用帶_NOP_()語(yǔ)句的函數(shù)實(shí)現(xiàn)，定義一系 列不同的延時(shí)函數(shù)，如 DelaylOus()、Delay25us() > Delay40us () 等存放在一個(gè)自定義的C文件中，需要時(shí)在主程序中直接調(diào)用。如延 時(shí)10 US的延時(shí)函數(shù)可編寫(xiě)如下：void Delay10us( ) _NOP_();_NOP_();_NOP_();_NOP_();_NOP_();_NOP_();DelaylOus()函數(shù)中共用了 6個(gè)_NOP_()語(yǔ)句，每個(gè)語(yǔ)句執(zhí)行時(shí) 間為1 PS。主函數(shù)調(diào)用Delay 10us()時(shí)，先執(zhí)行一個(gè)LCALL指令(2 us),然后執(zhí)行6個(gè)_NOP_(

4、)語(yǔ)句(6 us),最后執(zhí)行了一個(gè)RET指 令(2 us),所以執(zhí)行上述函數(shù)時(shí)共需要10 USo可以把這一函數(shù)當(dāng)作基本延時(shí)函數(shù)，在其他函數(shù)中調(diào)用，即嵌套 調(diào)用4,以實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí)；但需要注意，如在Delay40us() 中直接調(diào)用4次Delay 10us()函數(shù)，得到的延時(shí)時(shí)間將是42 us, 而不是40 u So這是因?yàn)閳?zhí)行Delay40us()時(shí)，先執(zhí)行了一次LCALL 指令(2 »s),然后開(kāi)始執(zhí)行第一個(gè)Delay 10us(),執(zhí)行完最后一個(gè) Delay 10us()時(shí)，直接返回到主程序。依此類(lèi)推，如果是兩層嵌套調(diào) 用，如在Delay80us()中兩次調(diào)用Delay40u

5、s(),則也要先執(zhí)行一 次LCALL指令(2 p s),然后執(zhí)行兩次Delay40us()函數(shù)(84 us), 所以，實(shí)際延時(shí)時(shí)間為86 use簡(jiǎn)言之，只有最內(nèi)層的函數(shù)執(zhí)行RET 指令。該指令直接返回到上級(jí)函數(shù)或主函數(shù)。如在DelaySO u s()中 直接調(diào)用8次Delay 10us(),此時(shí)的延時(shí)時(shí)間為82 » s。通過(guò)修改 基本延時(shí)函數(shù)和適當(dāng)?shù)慕M合調(diào)用，上述方法可以實(shí)現(xiàn)不同時(shí)間的延 時(shí)。2.2在C51中嵌套匯編程序段實(shí)現(xiàn)延時(shí)在C51中通過(guò)預(yù)處理指令#pragma asm和#pragma endasm可以嵌 套匯編語(yǔ)言語(yǔ)句。用戶(hù)編寫(xiě)的匯編語(yǔ)言緊跟在#pragma asm之后，在

6、#pragma endasm 之前結(jié)束。如:#pragma asm 匯編語(yǔ)言程序段 Spragma endasm延時(shí)函數(shù)可設(shè)置入口參數(shù)，可將參數(shù)定義為unsigned char int 或1。昭型。根據(jù)參數(shù)與返回值的傳遞規(guī)則，這時(shí)參數(shù)和函數(shù)返回值 位于R7、R7R6、R7R6R5中。在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： #pragma asm、Spragma endasm 不允許嵌套使用；在程序的開(kāi)頭應(yīng)加上預(yù)處理指令ttpragma asm,在該指令之前 只能有注釋或其他預(yù)處理指令；當(dāng)使用asm語(yǔ)句時(shí)，編譯系統(tǒng)并不輸出目標(biāo)模塊，而只輸出 匯編源文件； asm只能用小寫(xiě)字母，如果把a(bǔ)sm寫(xiě)成大寫(xiě)，編譯系統(tǒng)就

7、把 它作為普通變量； #pragma asm、Spragma endasm 和 asm 只能在函數(shù)內(nèi)使用。將匯編語(yǔ)言與C51結(jié)合起來(lái)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，無(wú)疑是單片 機(jī)開(kāi)發(fā)人員的最佳選擇。2.3使用示波器確定延時(shí)時(shí)間利用示波器來(lái)測(cè)定延時(shí)程序執(zhí)行時(shí)間。方法如下：編寫(xiě)一個(gè)實(shí)現(xiàn) 延時(shí)的函數(shù)，在該函數(shù)的開(kāi)始置某個(gè)I/O 口線(xiàn)如P1.0為髙電平，在 函數(shù)的最后清P1.0為低電平。在主程序中循環(huán)調(diào)用該延時(shí)函數(shù)，通 過(guò)示波器測(cè)量P1.0引腳上的高電平時(shí)間即可確定延時(shí)函數(shù)的執(zhí)行時(shí) 間。方法如下：sbit T_point = Pl ；void Dlylms(void) unsigned int i,j；whil

8、e (1) T_point = 1；for(i=0；i&lt；2；i+)for（j=0；j&lt；124；j+）;T_point = 0；for（i=0；i&lt；l；i+）for（j=0；j&lt；124；j+）;void main （void） 嘰ylms （）；把Pl. 0接入示波器，運(yùn)行上面的程序，可以看到Pl. 0輸出的波 形為周期是3 ms的方波。其中，高電平為2 ms,低電平為Ims,即 for 循環(huán)結(jié)構(gòu) ufor （j=0； j&lt； 124； j+） ；” 的執(zhí)行時(shí)間為 1 mso 通過(guò)改變循環(huán)次數(shù)，可得到不同時(shí)間的延時(shí)。當(dāng)然，也可以

9、不用for 循環(huán)而用別的語(yǔ)句實(shí)現(xiàn)延時(shí)。這里討論的只是確定延時(shí)的方法。2.4使用反匯編工具計(jì)算延時(shí)時(shí)間用Keil C51中的反匯編工具計(jì)算延時(shí)時(shí)間，在反匯編窗口中可 用源程序和匯編程序的混合代碼或匯編代碼顯示目標(biāo)應(yīng)用程序。為了 說(shuō)明這種方法，還使用“for （i=0；iC：0x000FE4CLRA/lTC：0x0010FEM0VR6,A/lTC：0x0011EEMOVA,R6/ITC：0x0012C3CLRC/lTC：0x00139FSUBBA,DlyT /ITC：0x00145003JNCC：0019/2TC：0x00160E INCR6/1TC：0x001780F8SJMPC：0011/2T

10、可以看出，OxOOOF0x0017 共8條語(yǔ)句，分析語(yǔ)句可以發(fā)現(xiàn) 并不是每條語(yǔ)句都執(zhí)行DlyT次。核心循環(huán)只有0x0010x0017共6 條語(yǔ)句，總共8個(gè)機(jī)器周期，第1次循環(huán)先執(zhí)行“CLRA”和“M0VR6, A”兩條語(yǔ)句，需要2個(gè)機(jī)器周期，每循環(huán)1次需要8個(gè)機(jī)器周期， 但最后1次循環(huán)需要5個(gè)機(jī)器周期。DlyT次核心循環(huán)語(yǔ)句消耗 (2+DlyTX8+5)個(gè)機(jī)器周期，當(dāng)系統(tǒng)采用12 MHz時(shí)，精度為7 us。當(dāng)采用vh"e (DlyT)循環(huán)體時(shí)，DlyT的值存放在R7中。相對(duì) 應(yīng)的匯編代碼如下：C：0x000FAE07MOVR6, R7/1TC：0x00111F DECR7/1TC：0

11、x0012EE M0VA.R6/1TC：0x001370FAJNZC：000F/2T循環(huán)語(yǔ)句執(zhí)行的時(shí)間為(DlyT+1) X5個(gè)機(jī)器周期，即這種循環(huán)結(jié) 構(gòu)的延時(shí)精度為5 USo通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如將while (DlyT)改為while (DlyT),經(jīng)過(guò)反匯編后得到如下代碼:C：0x0014DFFE DJNZR7,C：0014/2T可以看出，這時(shí)代碼只有1句，共占用2個(gè)機(jī)器周期，精度達(dá)到 2 us,循環(huán)體耗時(shí)DlyTX2個(gè)機(jī)器周期；但這時(shí)應(yīng)該注意，DlyT初 始值不能為Oo注意：計(jì)算時(shí)間時(shí)還應(yīng)加上函數(shù)調(diào)用和函數(shù)返回各2個(gè)機(jī)器周期 時(shí)間。/W聲明：作者初學(xué)單片機(jī)編程，本著刨根問(wèn)底的探索精神，對(duì)延時(shí)

12、 代碼進(jìn)行了完全透徹的分析，計(jì)算出其中的誤差，根據(jù)不同代碼占用 機(jī)器周期進(jìn)行調(diào)整。至于調(diào)整0. 01ms左右的時(shí)間誤差對(duì)實(shí)際應(yīng)用有 何實(shí)際意義則不敢妄談。不過(guò)您看完這篇文章的綠色部分，即可明確 延時(shí)程序的設(shè)計(jì)方法。舉例程序段落：系統(tǒng)頻率：6MHzDelay： MOV R5,#25 ；5nis延時(shí)MOV指令占用1機(jī)器周期時(shí)間Delayl： MOV R6,#200 ；200ms 延時(shí)Delay2： MOV R7,#166 ； Ims 延時(shí)常數(shù)Delay3： NOP ;空指令，什么都不做，停留1機(jī)器周期時(shí)間DJNZ R7,Delay3 ；R7減1賦值給R7,如果此時(shí)R7不等于零，轉(zhuǎn) 到Delay3執(zhí)

13、行。一一2機(jī)器周期時(shí)間DJNZ R6,Delay2DJNZ R5,Delayl解析如下：1、首先計(jì)算機(jī)器周期T=12*l/f=2uso2、注意DJNZ R7,Delay3每執(zhí)行1次需要占用NOP的時(shí)間和DJNZ 本身的時(shí)間共3個(gè)機(jī)器周期。6uso那么Inis的時(shí)間需要 lms*1000/6 us=166. 67,取 166。3、注意DJNZ R6,Delay2是在166次循環(huán)后執(zhí)行1次的（時(shí)間為 MOV機(jī)器周期+本身機(jī)器周期,3*2=6 u s）,直到166*200次后,R6=0, 才執(zhí)行 DJNZ R5,Delaylo4、DJNZ R5,Delayl是在R5不為0的時(shí)候循環(huán)回去。時(shí)間也為6

14、p So5時(shí) 間 總 計(jì) ：166*200*25*6 u s+200*25*6 u s+25*6 u s=5010150 M s , 合 計(jì) 5.01015ms（編程的人都遇到過(guò)類(lèi)似的潛逃循環(huán)，此程序忽略了執(zhí)行 MOV的時(shí)間，只計(jì)算了循環(huán)所用時(shí)間，即 166*200*25*6/1000000=4. 98ms,近似 5ms）。程序改進(jìn)：去掉NOP命令，整數(shù)化1ms需要的延時(shí)常數(shù)。Delay： MOV R5, #25 ； 5ms延時(shí)MOV指令占用1機(jī)器周期時(shí)間Delay 1： MOV R6,#200 ；200ms 延時(shí)Delay2： MOV R7,#250 ； Ims 延時(shí)常數(shù)Delay3： ；N

15、OP ；空指令，什么都不做，停留1機(jī)器周期時(shí)間DJNZ R7,Delay3 ；R7減1賦值給R7,如果此時(shí)R7不等于零，轉(zhuǎn)到Delay3執(zhí)行。2機(jī)器周期時(shí)間DJNZ R6,Delay2DJNZ R5,Delay1此 時(shí) 時(shí) 間 總 計(jì) ： 250*200*25*4 y s+200*25*6 P s+25*6 P s二5030150 u so 時(shí)間占用誤差 反而比未改進(jìn)的時(shí)候大，可修正，將R7-30150/(25*200*4)=248(因 為R7=250循環(huán)1次占用2個(gè)機(jī)器周期，4»s,計(jì)算等于R7-1. 5075, 將時(shí)間減小到小于5ms,剩余時(shí)間另補(bǔ)，取248) o則：時(shí)間總計(jì):2

16、48*200*25*4 us+200*25*6 us+25*6 us=4990150us ,需 要補(bǔ)： 5000000-4990150=9850 us, 9850/2二4925 機(jī)器周期。補(bǔ)一個(gè) MOV R4,#200,4個(gè)NOP,還需4920機(jī)器周期，將其約分，得到24*205二4920。 如何建立函數(shù)根據(jù)實(shí)際代碼調(diào)整，如下：Delay： MOV R5,#25 ；5nis延時(shí)MOV指令占用1機(jī)器周期時(shí)間Delayl： MOV R6,#200 ；200ms 延時(shí)Delay2： MOV R7,#250 ； 1ms 延時(shí)常數(shù)Delay3： ；NOP ；空指令，什么都不做，停留1機(jī)器周期時(shí)間DJNZ R7,Delay3 ；R7減1賦值給R7,如果此時(shí)R7不等于零，轉(zhuǎn) 到Delay3執(zhí)行。一一2機(jī)器周期時(shí)間DJNZ R5,DelaylNOPNOPNOPNOPMOV