單片機實現(xiàn)延時方法總結(jié)

1、本文格式為Word版，下載可任意編輯單片機實現(xiàn)延時方法總結(jié) 實現(xiàn)延時通常有兩種方法：一種是硬件延時，要用到定時器/計數(shù)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，這種方法主要采納循環(huán)體進行。1 、使用定時器/計數(shù)器實現(xiàn)精確延時單片機系統(tǒng)一般常選用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一種更簡單產(chǎn)生各種標準的波特率，后兩種的一個機器周期分別為1 s和2 s，便于精確延時。本程序中假設(shè)使用頻率為12 MHz的晶振。最長的延時時間可達216=65 536 s。若定時器工作在方式2，則可實現(xiàn)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

2、時間(重裝定時器初值占用2個機器周期)。在實際應(yīng)用中，定時常采納中斷方式，如進行適當(dāng)?shù)难h(huán)可實現(xiàn)幾秒甚至更長時間的延時。使用定時器/計數(shù)器延時從程序的執(zhí)行效率和穩(wěn)定性兩方面考慮都是最佳的方案。但應(yīng)當(dāng)留意，C51編寫的中斷服務(wù)程序編譯后會自動加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC語句，執(zhí)行時占用了4個機器周期;如程序中還有計數(shù)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許多狀況下，定時器/計數(shù)器常常被用作其他用途，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

3、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(shù)實現(xiàn)，定義一系列不同的延時函數(shù)，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(diào)用。如延時10 s的延時函數(shù)可編寫如下：void Delay10us( ) _NOP_( );_NOP_( );_NOP_( );_NOP_( );_NOP_( );_NOP_( );Delay10us( )函數(shù)中共用了6個_NOP_( )語句，每個語句執(zhí)行時間為1 s。主函數(shù)調(diào)用Delay10us( )時，先執(zhí)行一個LCALL指令(2 s)，然后執(zhí)行6個_NOP_

4、( )語句(6 s)，最終執(zhí)行了一個RET指令(2 s)，所以執(zhí)行上述函數(shù)時共需要10 s?？梢园堰@一函數(shù)當(dāng)作基本延時函數(shù)，在其他函數(shù)中調(diào)用，即嵌套調(diào)用4，以實現(xiàn)較長時間的延時;但需要留意，如在Delay40us( )中直接調(diào)用4次Delay10us( )函數(shù)，得到的延時時間將是42 s，而不是40 s。這是由于執(zhí)行Delay40us( )時，先執(zhí)行了一次LCALL指令(2 s)，然后開頭執(zhí)行第一個Delay10us( )，執(zhí)行完最終一個Delay10us( )時，直接返回到主程序。依此類推，假如是兩層嵌套調(diào)用，如在Delay80us( )中兩次調(diào)用Delay40us( )，則也要先執(zhí)行一次L

5、CALL指令(2 s)，然后執(zhí)行兩次Delay40us( )函數(shù)(84 s)，所以，實際延時時間為86 s。簡言之，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函數(shù)或主函數(shù)。如在Delay80s( )中直接調(diào)用8次Delay10us( )，此時的延時時間為82 s。通過修改基本延時函數(shù)和適當(dāng)?shù)慕M合調(diào)用，上述方法可以實現(xiàn)不同時間的延時。2.2 在C51中嵌套匯編程序段實現(xiàn)延時在C51中通過預(yù)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(jié)束。如：#pragma asm

6、匯編語言程序段#pragma endasm延時函數(shù)可設(shè)置入口參數(shù)，可將參數(shù)定義為unsigned char、int或long型。依據(jù)參數(shù)與返回值的傳遞規(guī)章，這時參數(shù)和函數(shù)返回值位于R7、R7R6、R7R6R5中。在應(yīng)用時應(yīng)留意以下幾點： #pragma asm、#pragma endasm不允許嵌套使用; 在程序的開頭應(yīng)加上預(yù)處理指令#pragma asm，在該指令之前只能有解釋或其他預(yù)處理指令; 當(dāng)使用asm語句時，編譯系統(tǒng)并不輸出目標模塊，而只輸出匯編源文件; asm只能用小寫字母，假如把asm寫成大寫，編譯系統(tǒng)就把它作為一般變量; #pragma asm、#pragma endasm和

7、asm只能在函數(shù)內(nèi)使用。將匯編語言與C51結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，無疑是單片機開發(fā)人員的最佳選擇。2.3 使用示波器確定延時時間利用示波器來測定延時程序執(zhí)行時間。方法如下：編寫一個實現(xiàn)延時的函數(shù)，在該函數(shù)的開頭置某個I/O口線如P1.0為高電平，在函數(shù)的最終清P1.0為低電平。在主程序中循環(huán)調(diào)用該延時函數(shù)，通過示波器測量P1.0引腳上的高電平常間即可確定延時函數(shù)的執(zhí)行時間。方法如下：sbit T_point = P10;void Dly1ms(void) unsigned int i,j;while (1) T_point = 1;for(i=0;i2;i+)for(j=0;j124;j

8、+);T_point = 0;for(i=0;i1;i+)for(j=0;j124;j+);void main (void) Dly1ms();把P1.0接入示波器，運行上面的程序，可以看到P1.0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1 ms，即for循環(huán)結(jié)構(gòu)“for(j=0;j124;j+) ;”的執(zhí)行時間為1 ms。通過轉(zhuǎn)變循環(huán)次數(shù)，可得到不同時間的延時。當(dāng)然，也可以不用for循環(huán)而用別的語句實現(xiàn)延時。這里爭論的只是確定延時的方法。2.4 使用反匯編工具計算延時時間用Keil C51中的反匯編工具計算延時時間，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

9、代碼顯示目標應(yīng)用程序。為了說明這種方法，還使用“for (i=0;iC:0x000FE4CLRA/1TC:0x0010FEMOVR6,A/1TC:0x0011EEMOVA,R6/1TC:0x0012C3CLRC/1TC:0x00139FSUBBA,DlyT /1TC:0x00145003JNCC:0019/2TC:0x00160E INCR6/1TC:0x001780F8SJMPC:0011/2T可以看出，0x000F0x0017一共8條語句，分析語句可以發(fā)覺并不是每條語句都執(zhí)行DlyT次。核心循環(huán)只有0x00110x0017共6條語句，總共8個機器周期，第1次循環(huán)先執(zhí)行“CLR A”和“MO

10、V R6，A”兩條語句，需要2個機器周期，每循環(huán)1次需要8個機器周期，但最終1次循環(huán)需要5個機器周期。DlyT次核心循環(huán)語句消耗(2+DlyT8+5)個機器周期，當(dāng)系統(tǒng)采納12 MHz時，精度為7 s。當(dāng)采納while (DlyT-)循環(huán)體時，DlyT的值存放在R7中。相對應(yīng)的匯編代碼如下：C:0x000FAE07MOVR6, R7/1TC:0x00111F DECR7/1TC:0x0012EE MOVA,R6/1TC:0x001370FAJNZC:000F/2T循環(huán)語句執(zhí)行的時間為(DlyT+1)5個機器周期，即這種循環(huán)結(jié)構(gòu)的延時精度為5 s。通過試驗發(fā)覺，如將while (DlyT-)改為

11、while (-DlyT)，經(jīng)過反匯編后得到如下代碼：C:0x0014DFFE DJNZR7,C:0014/2T可以看出，這時代碼只有1句，共占用2個機器周期，精度達到2 s，循環(huán)體耗時DlyT2個機器周期;但這時應(yīng)當(dāng)留意，DlyT初始值不能為0。留意：計算時間時還應(yīng)加上函數(shù)調(diào)用和函數(shù)返回各2個機器周期時間。其次篇聲明：初學(xué)單片機編程，本著刨根問底的探究精神，對延時代碼進行了完全透徹的分析，計算出其中的誤差，依據(jù)不同代碼占用機器周期進行調(diào)整。至于調(diào)整0.01ms左右的時間誤差對實際應(yīng)用有何實際意義則不敢妄談。不過您看完這篇文章的綠色部分，即可明確延時程序的設(shè)計方法。舉例程序段落：系統(tǒng)頻率：6M

12、HzDelay: MOV R5,#25 ;5ms延時MOV指令占用1機器周期時間Delay1: MOV R6,#200 ;200ms延時Delay2: MOV R7,#166 ;1ms延時常數(shù)Delay3: NOP ;空指令，什么都不做，停留1機器周期時間DJNZ R7,Delay3 ;R7減1賦值給R7,假如此時R7不等于零，轉(zhuǎn)到Delay3執(zhí)行。2機器周期時間DJNZ R6,Delay2DJNZ R5,Delay1解析如下：1、首先計算機器周期T=12*1/f=2s。2、留意DJNZ R7,Delay3每執(zhí)行1次需要占用NOP的時間和DJNZ本身的時間共3個機器周期。6s。那么1ms的時間

13、需要1ms*1000/6s=166.67，取166。3、留意DJNZ R6,Delay2是在166次循環(huán)后執(zhí)行1次的(時間為MOV機器周期+本身機器周期，3*2=6s)，直到166*200次后，R6=0，才執(zhí)行DJNZ R5,Delay1。4、DJNZ R5,Delay1是在R5不為0的時候循環(huán)回去。時間也為6s。5、時間總計：166*200*25*6s+200*25*6s+25*6s=5010150s，合計5.01015ms(編程的人都遇到過類似的潛逃循環(huán)，此程序忽視了執(zhí)行MOV的時間，只計算了循環(huán)所用時間，即166*200*25*6/1000000=4.98ms，近似5ms)。程序改進：去

14、掉NOP命令，整數(shù)化1ms需要的延時常數(shù)。Delay: MOV R5,#25 ;5ms延時MOV指令占用1機器周期時間Delay1: MOV R6,#200 ;200ms延時Delay2: MOV R7,#250 ;1ms延時常數(shù)Delay3: ;NOP ;空指令，什么都不做，停留1機器周期時間DJNZ R7,Delay3 ;R7減1賦值給R7,假如此時R7不等于零，轉(zhuǎn)到Delay3執(zhí)行。2機器周期時間DJNZ R6,Delay2DJNZ R5,Delay1此時時間總計：250*200*25*4s+200*25*6s+25*6s=5030150s。時間占用誤差反而比未改進的時候大，可修正，將R

15、7-30150/(25*200*4)=248(由于R7=250循環(huán)1次占用2個機器周期，4s，計算等于R7-1.5075,將時間減小到小于5ms，剩余時間另補，取248)。則：時間總計：248*200*25*4s+200*25*6s+25*6s=4990150s，需要補：5000000-4990150=9850s，9850/2=4925機器周期。補一個MOV R4,#200，4個NOP，還需4920機器周期，將其約分，得到24*205=4920。如何建立函數(shù)依據(jù)實際代碼調(diào)整，如下：Delay: MOV R5,#25 ;5ms延時MOV指令占用1機器周期時間Delay1: MOV R6,#200 ;200ms延時Delay2: MOV R7,#250 ;1ms延時常數(shù)Delay3: ;NOP ;空指令，什么都不做，停留1機器周期時間DJNZ R7,Delay3 ;R7減1賦值給R7,假如此時R7不等于零，轉(zhuǎn)到Delay3執(zhí)行。2機器周期時間DJNZ R6,Delay2DJNZ R5,Delay1NOPNOPNOPNOPMOV R