在實際工作中,單片機定時器延時程序的設(shè)計通常會分為硬件延時設(shè)計和軟件延時設(shè)計兩種方案。其中,單片機定時器的軟件延時操作是比較常見的,在今天的文章中,我們將會就單片機定時器延時程序的軟件設(shè)計和操作技巧,進行簡要介紹。
短暫延時
想要實現(xiàn)單片機定時器的短暫延時,我們可以通過函數(shù)設(shè)計的方式來實現(xiàn),在C文件中通過使用帶_NOP_()語句的函數(shù)的方式完成短暫延時非常簡單快捷。平時工程師可以自定義一系列不同的延時函數(shù),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(diào)用。如延時10μs的延時函數(shù)可編寫如下圖所示:
在這種延時10μs的延時函數(shù)編寫中,我們可以很清晰的看到,這個延時程序Delay10us()函數(shù)中一共使用了6個_NOP_()語句,而每個語句執(zhí)行時間為1μs。在完成這一延時函數(shù)的設(shè)置后,當主函數(shù)調(diào)用Delay10us()時,會首先執(zhí)行一個LCALL指令(2μs),然后執(zhí)行這6個_NOP_()語句(6μs),最后執(zhí)行一個RET指令(2μs),所以執(zhí)行上述函數(shù)時共需要10μs??梢园堰@一函數(shù)當作基本延時函數(shù),在其他函數(shù)中調(diào)用,即嵌套調(diào)用\[4\],以實現(xiàn)較長時間的延時。
但是,在使用這種單片機定時器延時程序進行短暫延時時,工程師需要注意一個問題,那就是如果在Delay40us()中直接調(diào)用4次Delay10us()函數(shù),那么最終所得到的延時時間將是42μs,而不是40μs。這是因為,當單片機系統(tǒng)在執(zhí)行Delay40us()函數(shù)指令時,先執(zhí)行了一次LCALL指令(2μs),然后開始執(zhí)行第一個Delay10us(),執(zhí)行完最后一個Delay10us()時將會直接返回到主程序。依此類推,如果是兩層嵌套調(diào)用,如在Delay80us()中兩次調(diào)用Delay40us(),則也要先執(zhí)行一次LCALL指令(即2μs),然后執(zhí)行兩次Delay40us()函數(shù),得出的延遲時間是84μs,所以實際延時時間為86μs。簡言之,只有最內(nèi)層的函數(shù)執(zhí)行RET指令。該指令直接返回到上級函數(shù)或主函數(shù)。如在Delay80μs()中直接調(diào)用8次Delay10us(),此時的延時時間為82μs。通過修改基本延時函數(shù)和適當?shù)慕M合調(diào)用,這種調(diào)用方法可以幫助工程師來實現(xiàn)不同時間的延時。
嵌套匯編程序段
除了上文中提及的短暫延時的方法外,還有一種辦法能夠?qū)崿F(xiàn)單片機定時器的延時程序設(shè)計,那就是在C51中通過預(yù)處理指令#pragmaasm和#pragmaendasm可以嵌套匯編語言語句進行延時程序的編寫。在使用C51預(yù)處理指令嵌套匯編語言語句時,用戶編寫的匯編語言緊跟在#pragmaasm之后,在#pragmaendasm之前結(jié)束。延時函數(shù)可設(shè)置入口參數(shù),可將參數(shù)定義為unsignedchar、int或long型。根據(jù)參數(shù)與返回值的傳遞規(guī)則,這時參數(shù)和函數(shù)返回值位于R7、R7R6、R7R6R5中。
在應(yīng)用C51預(yù)處理指令#pragmaasm和#pragmaendasm可以嵌套匯編語言語句進行單片機定時器的延時程序編寫時,工程師應(yīng)該注意幾個重要問題。首先,匯編程序#pragmaasm、#pragmaendasm是不允許嵌套使用的,在程序的開頭應(yīng)加上預(yù)處理指令#pragmaasm,在該指令之前只能有注釋或其他預(yù)處理指令,且#pragmaasm、#pragmaendasm和asm只能在函數(shù)內(nèi)使用。其次,當使用asm語句進行程序編寫時,編譯系統(tǒng)并不輸出目標模塊,而只輸出匯編源文件。除此之外,asm語句只能用小寫字母,如果把asm寫成大寫,編譯系統(tǒng)就把它作為普通變量。