單片機(jī)C語言延時分析
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)常需要用幾個空指令產(chǎn)生短延時的效果。這在匯編語言中很容易實(shí)現(xiàn)，寫幾個nop就行了。
在keil C51中，直接調(diào)用庫函數(shù)：
#include
_nop_(); // 產(chǎn)生一條NOP指令
作用：對于延時很短的，要求在us級的，采用“_nop_”函數(shù)，這個函數(shù)相當(dāng)匯編NOP指令，延時幾微秒。NOP指令為單周期指令，可由晶振頻率算出延時時間，對于12M晶振，延時1uS。對于延時比較長的，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，要注意以下幾個問題
第一、定義的C51中循環(huán)變量，盡量采用無符號字符型變量。
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，也很好計算精確的延時時間。
同樣對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，
故其精確時間的計算也很方便。
其三：對于要求精確延時時間更長，這時就要采用循環(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級的延時。對于循環(huán)語句同樣可以采用for，do…while，while結(jié)構(gòu)來完成，每個循環(huán)體內(nèi)的變量仍然采用無符號字符變量。
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指令來做延時用，因此它的時間精確計算也是很簡單，假上面變量i的初值為m，變量j的初值為n，則總延時時間為：m×(n×T+T)，其中T為DJNZ指令執(zhí)行時間(DJNZ指令為雙周期指令)。這里的+T為MOV這條指令所使用的時間。同樣對于更長時間的延時，可以采用多重循環(huán)來完成。
只要在程序設(shè)計循環(huán)語句時注意以上幾個問題。
下面給出有關(guān)在C51中延時子程序設(shè)計時要注意的問題
1、在C51中進(jìn)行精確的延時子程序設(shè)計時，盡量不要或少在延時子程序中定義局部變量，所有的延時子程序中變量通過有參函數(shù)傳遞。
2、在延時子程序設(shè)計時，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、在延時子程序設(shè)計時，要進(jìn)行循環(huán)體嵌套時，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);
}
這精確延時子程序就被C51編譯為有下面的指令組合完成
delay延時子程序如下：
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，則總延時時間為：l×(n×(m×T+2T)+2T)+3T，其中T為DJNZ和MOV指令執(zhí)行的時間。當(dāng)m=n=l時，精確延時為9T，最短;當(dāng)m=n=l=256時，精確延時到16908803T，最長。
擴(kuò)展閱讀：單片機(jī)延時方法總結(jié)
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