單片機延時(shí)方法總結

實(shí)現延時(shí)通常有兩種方法：一種是硬件延時(shí)，要用到定時(shí)器/計數器，這種方法可以提高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/計數器實(shí)現精確延時(shí)

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(chǎn)生各種標準的波特率，后兩種的一個(gè)機器周期分別為1 μs和2 μs，便于精確延時(shí)。本程序中假設使用頻率為12 MHz的晶振。最長(cháng)的延時(shí)時(shí)間可達216=65 536 μs。若定時(shí)器工作在方式2，則可實(shí)現極短時(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)器初值占用2個(gè)機器周期)。

在實(shí)際應用中，定時(shí)常采用中斷方式，如進(jìn)行適當的循環(huán)可實(shí)現幾秒甚至更長(cháng)時(shí)間的延時(shí)。使用定時(shí)器/計數器延時(shí)從程序的執行效率和穩定性?xún)煞矫婵紤]都是最佳的方案。但應該注意，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，執行時(shí)占用了4個(gè)機器周期;如程序中還有計數值加1語(yǔ)句，則又會(huì )占用1個(gè)機器周期。這些語(yǔ)句所消耗的時(shí)間在計算定時(shí)初值時(shí)要考慮進(jìn)去，從初值中減去以達到最小誤差的目的。

2 軟件延時(shí)與時(shí)間計算

在很多情況下，定時(shí)器/計數器經(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。

2.1 短暫延時(shí)

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

void Delay10us( ) {

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

}

Delay10us( )函數中共用了6個(gè)_NOP_( )語(yǔ)句，每個(gè)語(yǔ)句執行時(shí)間為1 μs。主函數調用Delay10us( )時(shí)，先執行一個(gè)LCALL指令(2 μs)，然后執行6個(gè)_NOP_( )語(yǔ)句(6 μs)，最后執行了一個(gè)RET指令(2 μs)，所以執行上述函數時(shí)共需要10 μs?！　】梢园堰@一函數當作基本延時(shí)函數，在其他函數中調用，即嵌套調用[4]，以實(shí)現較長(cháng)時(shí)間的延時(shí);但需要注意，如在Delay40us( )中直接調用4次Delay10us( )函數，得到的延時(shí)時(shí)間將是42 μs，而不是40 μs。這是因為執行Delay40us( )時(shí)，先執行了一次LCALL指令(2 μs)，然后開(kāi)始執行第一個(gè)Delay10us( )，執行完最后一個(gè)Delay10us( )時(shí)，直接返回到主程序。依此類(lèi)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(shí)際延時(shí)時(shí)間為86 μs。簡(jiǎn)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(shí)的延時(shí)時(shí)間為82 μs。通過(guò)修改基本延時(shí)函數和適當的組合調用，上述方法可以實(shí)現不同時(shí)間的延時(shí)。

2.2 在C51中嵌套匯編程序段實(shí)現延時(shí)

在C51中通過(guò)預處理指令#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#pragma endasm之前結束。

如：#pragma asm

…

匯編語(yǔ)言程序段

…

#pragma endasm

延時(shí)函數可設置入口參數，可將參數定義為unsigned char、int或long型。根據參數與返回值的傳遞規則，這時(shí)參數和函數返回值位于R7、R7R6、R7R6R5中。在應用時(shí)應注意以下幾點(diǎn)：

◆ #pragma asm、#pragma endasm不允許嵌套使用;

◆ 在程序的開(kāi)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(yǔ)句時(shí)，編譯系統并不輸出目標模塊，而只輸出匯編源文件;

◆ asm只能用小寫(xiě)字母，如果把asm寫(xiě)成大寫(xiě)，編譯系統就把它作為普通變量;

◆ #pragma asm、#pragma endasm和 asm只能在函數內使用。

將匯編語(yǔ)言與C51結合起來(lái)，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢，無(wú)疑是單片機開(kāi)發(fā)人員的最佳選擇。