keil設計中的精確延時

1、KeilC51程序設計中幾種精確延時方法2011052014:45:30作者：段向東毋玉芝來源:互聯網關鍵字：KeilC51精確延時程序執(zhí)行時間引言單片機因具有體積小、功能強、成本低以及便于實現分布式控制而有非常廣泛的應用領域[1]。單片機開發(fā)者在編制各種應用程序時經常會遇到實現精確延時的問題，比如按鍵去抖、數據傳輸等操作都要在程序中插入一段或幾段延時，時間從幾十微秒到幾秒。有時還要求有很高的精度，如使用單總線芯片DS18B20時，允許

2、誤差范圍在十幾微秒以內[2]，否則，芯片無法工作。用51匯編語言寫程序時，這種問題很容易得到解決，而目前開發(fā)嵌入式系統軟件的主流工具為C語言，用C51寫延時程序時需要一些技巧[3]。因此，在多年單片機開發(fā)經驗的基礎上，介紹幾種實用的編制精確延時程序和計算程序執(zhí)行時間的方法。實現延時通常有兩種方法：一種是硬件延時，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；另一種是軟件延時，這種方法主要采用循環(huán)體進行。1使用定

3、時器計數器實現精確延時單片機系統一般常選用11.0592MHz、12MHz或6MHz晶振。第一種更容易產生各種標準的波特率，后兩種的一個機器周期分別為1μs和2μs，便于精確延時。本程序中假設使用頻率為12MHz的晶振。最長的延時時間可達216=65536μs。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，則要考慮重裝定時初值的時間（重裝定時器初值占用2個機器周期）。在實際應用中，定時常采用中斷方式，如進行適當的

4、循環(huán)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。但應該注意，C51編寫的中斷服務程序編譯后會自動加上PUSHACC、PUSHPSW、POPPSW和POPACC語句，執(zhí)行時占用了4個機器周期；如程序中還有計數值加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很多情況下，定時器計數器經常被用作其他

5、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_()語句的函數實現，定義一系列不同的延時函數，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用。如延時10μs的延時函數可編寫如下：voidDelay10us()_NOP_()_NOP_()_NOP_()_NOP_()_NOP_()_NOP_()Del

6、ay10us()函數中共用了6個_NOP_()語句，每個語句執(zhí)行時間為1μs。主函數調用f(i=0i1i)f(j=0j124j)voidmain(void)Dly1ms()[next]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3ms的方波。其中，高電平為2ms，低電平為1ms，即f循環(huán)結構“f(j=0j124j)”的執(zhí)行時間為1ms。通過改變循環(huán)次數，可得到不同時間的延時。當然，也可以不用f循環(huán)而用別的語句

7、實現延時。這里討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對于不熟悉示波器的開發(fā)人員可用KeilC51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代碼顯示目標應用程序。為了說明這種方法，還使用“f(i=0iDlyTi)”。在程序中加入這一循環(huán)結構，首先選擇buildtaget，然后單擊startstopdebugsession按鈕進入程序調試窗口，最后打開Disassemblywindow

8、，找出與這部分循環(huán)結構相對應的匯編代碼，具體如下：C:0x000FE4CLRA1TC:0x0010FEMOVR6A1TC:0x0011EEMOVAR61TC:0x0012C3CLRC1TC:0x00139FSUBBADlyT1TC:0x00145003JNCC:00192TC:0x00160EINCR61TC:0x001780F8SJMPC:00112T可以看出，0x000F～0x0017一共8條語句，分析語句可以發(fā)現并不是每條語句都執(zhí)

9、行DlyT次。核心循環(huán)只有0x0011~0x0017共6條語句，總共8個機器周期，第1次循環(huán)先執(zhí)行“CLRA”和“MOVR6，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，但最后1次循環(huán)需要5個機器周期。DlyT次核心循環(huán)語句消耗（2DlyT85）個機器周期，當系統采用12MHz時，精度為7μs。當采用while(DlyT)循環(huán)體時，DlyT的值存放在R7中。相對應的匯編代碼如下：C:0x000FAE07MOVR6R71T

10、C:0x00111FDECR71TC:0x0012EEMOVAR61TC:0x001370FAJNZC:000F2T循環(huán)語句執(zhí)行的時間為（DlyT1）5個機器周期，即這種循環(huán)結構的延時精度為5μs。通過實驗發(fā)現，如將while(DlyT)改為while(DlyT)，經過反匯編后得到如下代碼：C:0x0014DFFEDJNZR7C:00142T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2μs，循環(huán)體耗時DlyT2個機器周期；