從零開(kāi)始51單片機教程——連載6 延時(shí)程序分析

掌握匯編中的延時(shí)程序

上一次課中，我們已經(jīng)知道，程序中的符號R7、R6是代表了一個(gè)個(gè)的RAM單元，是用來(lái)放一些數據的，下面我們再來(lái)看一下其它符號的含義。

DELAY： MOV R7，#250　 ??；（６）

D1： MOV R6，#250 　??；（７）

D2： DJNZ R6，D2 　　??；（８）

DJNZ R7，D1　　??；（９）　 　

RET 　　　　　　??；（１０）

〈單片機延時(shí)程序〉

MOV：這是一條指令，意思是傳遞數據。說(shuō)到傳遞，我們都很清楚，傳東西要從一本人的手上傳到另一本人的手上，也就是說(shuō)要有一個(gè)接受者，一個(gè)傳遞者和一樣東西。從指令MOV R7，#250中來(lái)分析，R7是一個(gè)接受者，250是被傳遞的數，傳遞者在這條指令中被省略了（注意：并不是每一條傳遞指令都會(huì )省的，事實(shí)上大部份數據傳遞指令都會(huì )有傳遞者）。它的意義也很明顯：將數據250送到R7中去，因此執行完這條指令后，R7單元中的值就應當是250。在250前面有個(gè)#號，這又是什么意思呢？這個(gè)#就是用來(lái)說(shuō)明250就是一個(gè)被傳遞的東西本身，而不是傳遞者。那么MOV R6，#250是什么意思，應當不用分析了吧。

DJNZ：這是另一條指令，我們來(lái)看一下這條指令后面跟著(zhù)的兩個(gè)東西，一個(gè)是R6，一個(gè)是D2，R6我們當然已知是什么了，查一下D2是什么。D2在本行的前面，我們已學(xué)過(guò)，這稱(chēng)之為標號。標號的用途是什么呢？就是給本行起一個(gè)名字。DJNZ指令的執行過(guò)程是這樣的，它將其后面的第一個(gè)參數中的值減1，然后看一下，這個(gè)值是否等于0，如果等于0，就往下執行，如果不等于0，就轉移，轉到什么地方去呢？可能大家已猜到了，轉到第二個(gè)參數所指定的地方去（請大家用自已的話(huà)講一下這條語(yǔ)句是怎樣執行的）。本條指令的最終執行結果就是，在原地轉圈250次。

執行完了DJNZ R6，D2之后（也就是R6的值等于0之后），就會(huì )去執行下面一行，也就是DJNZ R7，D1，請大家自行分析一下這句話(huà)執行的結果。（轉去執行MOV R6，#250，同時(shí)R7中的值減1），最終DJNZ R6，D2這句話(huà)將被執行250*250=62500次，執行這么多次同一條指令干嗎？就是為了延時(shí)。

一個(gè)問(wèn)題：如果在R6中放入0，會(huì )有什么樣的結果。

二、時(shí)序分析：

前面我們介紹了延時(shí)程序，但這還不完善，因為，我們只知道DJNZ R6，D2這句話(huà)會(huì )被執行62500次，但是執行這么多次需要多長(cháng)時(shí)間呢？是否滿(mǎn)足我們的要求呢？我們還不知道，所以下面要來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。

先提一個(gè)問(wèn)題：我們學(xué)校里什么是最重要的。（鈴聲）校長(cháng)能出差，老師能休息，但學(xué)校一日無(wú)鈴聲必定大亂。整個(gè)學(xué)校就是在鈴聲的統一指揮下，步調一致，統一協(xié)調地工作著(zhù)。這個(gè)鈴是按一定的時(shí)間安排來(lái)響的，我們能稱(chēng)之為“時(shí)序#0;#0;時(shí)間的次序”。一個(gè)由人組成的單位尚且要有一定的時(shí)序，計算機當然更要有嚴格的時(shí)序。事實(shí)上，計算機更象一個(gè)大鐘，什么時(shí)候分針動(dòng)，什么時(shí)候秒針動(dòng)，什么時(shí)候時(shí)針動(dòng)，都有嚴格的規定，一點(diǎn)也不能亂。計算機要完成的事更復雜，所以它的時(shí)序也更復雜。

我們已知，計算機工作時(shí)，是一條一條地從ROM中取指令，然后一步一步地執行，我們規定：計算機訪(fǎng)問(wèn)一次存儲器的時(shí)間，稱(chēng)之為一個(gè)機器周期。這是一個(gè)時(shí)間基準，好象我們人用“秒”作為我們的時(shí)間基準一樣，為什么不干脆用“秒”，多好，很習慣，學(xué)下去我們就會(huì )知道用“秒”反而不習慣。

一個(gè)機器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。下面讓我們算一下一個(gè)機器周期是多長(cháng)時(shí)間吧。設一個(gè)單片機工作于12M晶體震蕩器，它的時(shí)鐘周期是1/12（微秒）。它的一個(gè)機器周期是12*（1/12）也就是1微秒。（請計算一個(gè)工作于6M晶體震蕩器的單片機，它的機器周期是多少）。

MCS-51單片機的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個(gè)機器周期就行了，有一些完成得比較慢，得要2個(gè)機器周期，還有兩條指令要4個(gè)機器周期才行。這也不難再解，不是嗎？我讓你掃地的執行要完成總得比要你完成擦黑板的指令時(shí)間要長(cháng)。為了恒量指令執行時(shí)間的長(cháng)短，又引入一個(gè)新的概念：指令周期。所謂指令周期就是指執行一條指令的時(shí)間。INTEL對每一條指令都給出了它的指令周期數，這些數據，大部份不需要我們去記憶，但是有一些指令是需要記住的，如DJNZ指令是雙周期指令。

下面讓我們來(lái)計算剛才的延時(shí)。首先必須要知道晶體震蕩器的頻率，我們設所用晶體震蕩器為12M，則一個(gè)機器周期就是1微秒。而DJNZ指令是雙周期指令，所以執行一次要2個(gè)微秒。一共執行62500次，正好125000微秒，也就是125毫秒。

練習：設計一個(gè)延時(shí)100毫秒的延時(shí)程序。

要點(diǎn)分析：1、一個(gè)單元中的數是否能超過(guò)255。2、如何分配兩個(gè)數。

三、復位電路

一、復位方式

⒈ 復位條件
RST引腳保持2個(gè)機器周期以上的高電平。

⒉ 復位電路

〈單片機復位電路〉

⒊ 復位后CPU狀態(tài)

PC： 0000H TMOD： 00H

Acc： 00H TCON： 00H

B： 00H TH0： 00H

PSW： 00H TL0： 00H

SP： 07H TH1： 00H

DPTR：0000H TL1： 00H

P0～P3：FFH SCON： 00H

IP：×××00000B SBUF： 不定

IE：0××00000B PCON： 0×××0000B

任何單片機在工作之前都要有個(gè)復位的過(guò)程，復位是什么意思呢？它就象是我們上課之前打的預備鈴。預備鈴一響，大家就自動(dòng)地從操場(chǎng)、其它地方進(jìn)入教室了，在這一段時(shí)間里，是沒(méi)有老師干預的，對單片機來(lái)說(shuō)，是程序還沒(méi)有開(kāi)始執行，是在做準備工作。顯然，準備工作不需要太長(cháng)的時(shí)間，復位只需要5ms的時(shí)間就能了。如何進(jìn)行復位呢？只要在單片機的RST管腳上加上高電平，就能了，按上面所說(shuō)，時(shí)間不少于5ms。為了達到這個(gè)要求，能用很多種辦法，這里供給一種供參考，見(jiàn)圖1。實(shí)際上，我們在上一次實(shí)驗的圖中已見(jiàn)到過(guò)了。

這種復位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當于是短路，于是RST管腳上為高電平，然后電源通過(guò)電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機開(kāi)始正常工作。