Keil C51程式設計中幾種精確延時方法

keil c51程式設計中幾種精確延時方法_微控制器程式設計

實現延時通常有兩種方法：一種是硬體延時，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；另一種是軟體延時，這種方法主要採用迴圈體進行。

1 使用定時器/計數器實現精確延時

微控制器系統一般常選用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，後兩種的乙個機器週期分別為1 μs和2 μs，便於精確延時。本程式中假設使用頻率為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，則要考慮重灌定時初值的時間（重灌定時器初值占用2個機器週期）。

在實際應用中，定時常採用中斷方式，如進行適當的迴圈可實現幾秒甚至更長時間的延時。使用定時器/計數器延時從程式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編寫的中斷服務程式編譯後會自動加上push acc、push psw、pop psw和pop acc語句，執行時占用了4個機器週期；如程式中還有計數值加1語句，則又會占用1個機器週期。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 軟體延時與時間計算

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

2.1 短暫延時

可以在c檔案中通過使用帶_nop_( )語句的函式實現，定義一系列不同的延時函式，如delay10us( )、delay25us( )、delay40us( )等存放在乙個自定義的c檔案中，需要時在主程式中直接呼叫。如延時10 μs的延時函式可編寫如下：

void delay10us( )

delay10us( )函式中共用了6個_nop_( )語句，每個語句執行時間為1 μs。主函式呼叫delay10us( )時，先執行乙個lcall指令（2 μs），然後執行6個_nop_( )語句（6 μs），最後執行了乙個ret指令（2 μs），所以執行上述函式時共需要10 μs。可以把這一函式當作基本延時函式，在其他函式中呼叫，即巢狀呼叫\[4\]，以實現較長時間的延時；但需要注意，如在delay40us( )中直接呼叫4次delay10us( )函式，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），然後開始執行第乙個delay10us( )，執行完最後乙個delay10us( )時，直接返回到主程式。依此類推，如果是兩層巢狀呼叫，如在delay80us( )中兩次呼叫delay40us( )，則也要先執行一次lcall指令（2 μs），然後執行兩次delay40us( )函式（84 μs），所以，實際延時時間為86 μs。簡言之，只有最內層的函式執行ret指令。該指令直接返回到上級函式或主函式。如在delay80μs( )中直接呼叫8次delay10us( )，此時的延時時間為82 μs。通過修改基本延時函式和適當的組合呼叫，上述方法可以實現不同時間的延時。

2.2 在c51中巢狀匯程式設計序段實現延時

在c51中通過預處理指令#pragma asm和#pragma endasm可以巢狀組合語言語句。使用者編寫的組合語言緊跟在#pragma asm之後，在#pragma endasm之前結束。

如：#pragma asm

… 組合語言程式段

… #pragma endasm

延時函式可設定入口引數，可將引數定義為unsigned char、int或long型。根據引數與返回值的傳遞規則，這時引數和函式返回值位於r7、r7r6、r7r6r5中。在應用時應注意以下幾點：

◆ #pragma asm、#pragma endasm不允許巢狀使用；

◆ 在程式的開頭應加上預處理指令#pragma asm，在該指令之前只能有注釋或其他預處理指令；

◆ 當使用asm語句時，編譯系統並不輸出目標模組，而只輸出彙編原始檔；

◆ asm只能用小寫字母，如果把asm寫成大寫，編譯系統就把它作為普通變數；

◆ #pragma asm、#pragma endasm和 asm只能在函式內使用。

將組合語言與c51結合起來，充分發揮各自的優勢，無疑是微控制器開發人員的最佳選擇。

2.3 使用示波器確定延時時間

利用示波器來測定延時程式執行時間。方法如下：編寫乙個實現延時的函式，在該函式的開始置某個i/o口線如p1.0為高電平，在函式的最後清p1.0為低電平。在主程式中迴圈呼叫該延時函式，通過示波器測量p1.0引腳上的高電平時間即可確定延時函式的執行時間。方法如下：

sbit t_point = p1^0;

void dly1ms(void)

} t_point = 0;

for(i=0;i<1;i++)

} }

} void main (void)

把p1.0接入示波器，執行上面的程式，可以看到p1.0輸出的波形為週期是3 ms的方波。其中，高電平為2 ms，低電平為1 ms，即for迴圈結構「for(j=0;j<124;j++) 」的執行時間為1 ms。通過改變迴圈次數，可得到不同時間的延時。當然，也可以不用for迴圈而用別的語句實現延時。這裡討論的只是確定延時的方法。

2.4 使用反彙編工具計算延時時間

用keil c51中的反彙編工具計算延時時間，在反彙編視窗中可用源程式和匯程式設計序的混合**或彙編**顯示目標應用程式。為了說明這種方法，還使用「for (i=0;i

c:0x000fe4clra//1t

c:0x0010femovr6,a//1t

c:0x0011eemova,r6//1t

c:0x0012c3clrc//1t

c:0x00139fsubba,dlyt //1t

c:0x00145003jncc:0019//2t

c:0x00160e incr6//1t

c:0x001780f8sjmpc:0011//2t

可以看出，0x000f～0x0017一共8條語句，分析語句可以發現並不是每條語句都執行dlyt次。核心迴圈只有0x0011~0x0017共6條語句，總共8個機器週期，第1次迴圈先執行「clr a」和「mov r6，a」兩條語句，需要2個機器週期，每迴圈1次需要8個機器週期，但最後1次迴圈需要5個機器週期。dlyt次核心迴圈語句消耗（2+dlyt×8+5）個機器週期，當系統採用12 mhz時，精度為7 μs。

當採用while (dlyt--)迴圈體時，dlyt的值存放在r7中。相對應的彙編**如下：

c:0x000fae07movr6, r7//1t

c:0x00111f decr7//1t

c:0x0012ee mova,r6//1t

c:0x001370fajnzc:000f//2t

迴圈語句執行的時間為（dlyt+1）×5個機器週期，即這種迴圈結構的延時精度為5 μs。

通過實驗發現，如將while (dlyt--)改為while (--dlyt)，經過反彙編後得到如下**：

c:0x0014dffe djnzr7,c:0014//2t

可以看出，這時**只有1句，共占用2個機器週期，精度達到2 μs，迴圈體耗時dlyt×2個機器週期；但這時應該注意，dlyt初始值不能為0。

注意：計算時間時還應加上函式呼叫和函式返回各2個機器週期時間。

Keil C51程式設計中幾種精確延時方法

Keil C51程式設計中幾種精確延時方法

KEIL C51中的字元中拼接

KEIL C51中的字元中拼接

Keil C51程式設計中幾種精確延時方法

Keil C51程式設計中幾種精確延時方法

KEIL C51中的字元中拼接

KEIL C51中的字元中拼接

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