單片機(jī)C語言延時(shí)分析

標(biāo)準(zhǔn)的C語言中沒有空語句。但在單片機(jī)的C語言編程中，經(jīng)常需要用幾個(gè)空指令產(chǎn)生短延時(shí)的效果。這在匯編語言中很容易實(shí)現(xiàn)，寫幾個(gè)nop就行了。

在keil C51中，直接調(diào)用庫函數(shù)：

#include // 聲明了void _nop_(void);

_nop_(); // 產(chǎn)生一條NOP指令

作用：對(duì)于延時(shí)很短的，要求在us級(jí)的，采用“_nop_”函數(shù)，這個(gè)函數(shù)相當(dāng)匯編NOP指令，延時(shí)幾微秒。NOP指令為單周期指令，可由晶振頻率算出延時(shí)時(shí)間，對(duì)于12M晶振，延時(shí)1uS。對(duì)于延時(shí)比較長的，要求在大于10us，采用C51中的循環(huán)語句來實(shí)現(xiàn)。

在選擇C51中循環(huán)語句時(shí)，要注意以下幾個(gè)問題

第一、定義的C51中循環(huán)變量，盡量采用無符號(hào)字符型變量。

第二、在FOR循環(huán)語句中，盡量采用變量減減來做循環(huán)。

第三、在do…while，while語句中，循環(huán)體內(nèi)變量也采用減減方法。

這因?yàn)樵贑51編譯器中，對(duì)不同的循環(huán)方法，采用不同的指令來完成的。

下面舉例說明：

unsigned char i;

for(i=0;i<255;i++);

unsigned char i;

for(i=255;i>0;i--);

其中，第二個(gè)循環(huán)語句C51編譯后，就用DJNZ指令來完成，相當(dāng)于如下指令：

MOV　09H，#0FFH

LOOP： DJNZ　09H，LOOP

指令相當(dāng)簡潔，也很好計(jì)算精確的延時(shí)時(shí)間。

同樣對(duì)do…while，while循環(huán)語句中，也是如此

例：

unsigned char n;

n=255;

do{n--}

while(n);

或

n=255;

while(n)

{n--};

這兩個(gè)循環(huán)語句經(jīng)過C51編譯之后，形成DJNZ來完成的方法，

故其精確時(shí)間的計(jì)算也很方便。

其三：對(duì)于要求精確延時(shí)時(shí)間更長，這時(shí)就要采用循環(huán)嵌套的方法來實(shí)現(xiàn)，因此，循環(huán)嵌套的方法常用于達(dá)到ms級(jí)的延時(shí)。對(duì)于循環(huán)語句同樣可以采用for，do…while，while結(jié)構(gòu)來完成，每個(gè)循環(huán)體內(nèi)的變量仍然采用無符號(hào)字符變量。

unsigned char i,j

for(i=255;i>0;i--)

for(j=255;j>0;j--);

或

unsigned char i,j

i=255;

do{j=255;

do{j--}

while(j);

i--;

}

while(i);

或

unsigned char i,j

i=255;

while(i)

{j=255;

while(j)

{j--};

i--;

}

這三種方法都是用DJNZ指令嵌套實(shí)現(xiàn)循環(huán)的，由C51編譯器用下面的指令組合來完成的

MOV　R7，#0FFH

LOOP2： MOV　R6，#0FFH

LOOP1： DJNZ　R6，LOOP1

DJNZ　R7，LOOP2

這些指令的組合在匯編語言中采用DJNZ指令來做延時(shí)用，因此它的時(shí)間精確計(jì)算也是很簡單，假上面變量i的初值為m，變量j的初值為n，則總延時(shí)時(shí)間為：m×(n×T+T)，其中T為DJNZ指令執(zhí)行時(shí)間(DJNZ指令為雙周期指令)。這里的+T為MOV這條指令所使用的時(shí)間。同樣對(duì)于更長時(shí)間的延時(shí)，可以采用多重循環(huán)來完成。

只要在程序設(shè)計(jì)循環(huán)語句時(shí)注意以上幾個(gè)問題。

下面給出有關(guān)在C51中延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)要注意的問題

1、在C51中進(jìn)行精確的延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)，盡量不要或少在延時(shí)子程序中定義局部變量，所有的延時(shí)子程序中變量通過有參函數(shù)傳遞。

2、在延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)，采用do…while，結(jié)構(gòu)做循環(huán)體要比for結(jié)構(gòu)做循環(huán)體好。

3、在延時(shí)子程序設(shè)計(jì)時(shí)，要進(jìn)行循環(huán)體嵌套時(shí)，采用先內(nèi)循環(huán)，再減減比先減減，再內(nèi)循環(huán)要好。

unsigned char delay(unsigned char i,unsigned char j,unsigned char k)

{unsigned char b,c;

b="j";

c="k";

do{

do{

do{k--};

while(k);

k="c";

j--;};

while(j);

j=b;

i--;};

while(i);

}

這精確延時(shí)子程序就被C51編譯為有下面的指令組合完成

delay延時(shí)子程序如下：

MOV R6，05H

MOV R4，03H

C0012： DJNZ R3， C0012

MOV R3，04H

DJNZ R5， C0012

MOV R5，06H

DJNZ R7， C0012

RET

假設(shè)參數(shù)變量i的初值為m，參數(shù)變量j的初值為n，參數(shù)變量k的初值為l，則總延時(shí)時(shí)間為：l×(n×(m×T+2T)+2T)+3T，其中T為DJNZ和MOV指令執(zhí)行的時(shí)間。當(dāng)m=n=l時(shí)，精確延時(shí)為9T，最短;當(dāng)m=n=l=256時(shí)，精確延時(shí)到16908803T，最長。

擴(kuò)展閱讀：單片機(jī)延時(shí)方法總結(jié)