呵,你会51单片机的精确延时吗?
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前言
對(duì)于某些對(duì)時(shí)間精度要求較高的程序,用 c 寫(xiě)延時(shí)顯得有些力不從心,故需用到匯編程序。
本人通過(guò)測(cè)試,總結(jié)了 51 的精確延時(shí)函數(shù)(在 c 語(yǔ)言中嵌入?yún)R編)分享給大家。至于如何在 c 中嵌入?yún)R編大家可以去網(wǎng)上查查,這方面的資料很多,且很簡(jiǎn)單。
以 12MHz 晶振為例,12MHz晶振的機(jī)器周期為 1us,所以,執(zhí)行一條單周期指令所用時(shí)間就是 1us,如 NOP 指令。下面具體闡述一下。
若要延時(shí) 1us,則可以調(diào)用_nop_();函數(shù),此函數(shù)是一個(gè) c 函數(shù),其相當(dāng)于一個(gè) NOP 指令
使用時(shí)必須包含頭文件?intrins.h
例如:
#include?<intrins.h> #include?<reg52.h> void?main(void) {P1?=?0x0;_nop_();?//延時(shí)?1usP1?=?0xff; }延時(shí)?5us,則可以寫(xiě)一個(gè)delay_5us()函數(shù)
delay_5us() {#pragma?asmnop#pragma?endasm }這就是一個(gè)延時(shí) 5us 的函數(shù),只需要在需要延時(shí) 5us 時(shí)調(diào)用此函數(shù)即可?;蛟S有人會(huì)問(wèn),只有一個(gè) NOP 指令,怎么是延時(shí) 5us 呢?
答案是:
在調(diào)用此函數(shù)時(shí),需要一個(gè)調(diào)用指令,此指令消耗?2個(gè)周期(即 2us);函數(shù)執(zhí)行完 畢時(shí)要返回主調(diào)函數(shù),需要一個(gè)返回指令,此指令消耗 2 個(gè)周期(2us)。調(diào)用和返回消耗了
2us + 2us = 4us。然后再加上一個(gè)NOP指令消耗?1us,不就是5us嗎?
延時(shí)?10us。
我們編寫(xiě)一個(gè)?delay_10us()函數(shù)
delay_10us(){ #pragma?asm nop nop nop nop nop nop #pragma?endasm }這就是延時(shí)?10us?的函數(shù)。同延時(shí)?5us?函數(shù)一樣,調(diào)用和返回消耗?4us,加上函數(shù)中的6個(gè)?NOP?指令6us,正好是10us。
此時(shí)有人不禁要問(wèn)那么,任意微秒時(shí),函數(shù)應(yīng)該怎么寫(xiě)呢?
看我慢慢道來(lái):首先,延時(shí)任意微秒我暫時(shí)沒(méi)有想到,但是,我可以延時(shí)任意偶數(shù)微秒或延時(shí)任意奇數(shù)微秒, 也就是說(shuō),需要兩個(gè)函數(shù),一個(gè)函數(shù)專門(mén)實(shí)現(xiàn)任意偶數(shù)的微秒級(jí)延時(shí),另一個(gè)函數(shù)專門(mén)實(shí)現(xiàn) 任意奇數(shù)的微秒級(jí)延時(shí)。只要有了這兩個(gè)函數(shù)在,不就可以延時(shí)任意的微秒了嗎!
首先我們來(lái)實(shí)現(xiàn)任意偶數(shù)的微秒級(jí)延時(shí):
void?delay_even_us(unsigned?char?even){?//任意偶數(shù)的微秒級(jí)延時(shí) #pragma?asm 1 mov a, r7 //為什么要用到 r7 呢,因?yàn)?r7 里面裝的是函數(shù)的參數(shù)!!! //?^_^?這句消耗?1?個(gè)周期 2?subb?a,?#10H?//這句看完程序我再解釋?這句消耗?1?個(gè)周期 3?mov?b,?#02H?//這句看完程序我再解釋?這句消耗?2?個(gè)周期 4?div?ab?//?這句意思是?a/b?,商放在?a?里,余數(shù)放在?b?里?稍 //后解釋?這句消耗?4?個(gè)周期 5?mov?r0,?a?//這句消耗?1?個(gè)周期 6?nop?//這句消耗?1?個(gè)周期 7?loop: 8?djnz?r0,?loop?//不等于?0?跳轉(zhuǎn)指令,也就是說(shuō)?r0?中的值若不為?0?的話, //就跳轉(zhuǎn)到?loop?處?這句消耗?2?個(gè)周期 #pragma?endasm }下面我們來(lái)分析一下為何這樣寫(xiě):為了方便分析,我給句子編上了序號(hào)。我們以延時(shí) 100us為例(delay_even_us(100))。
首先減去調(diào)用和返回的 4 個(gè)周期(4us)。再減去參數(shù)傳遞所消耗的2 個(gè)周期。因?yàn)?c 函數(shù)參數(shù)傳遞到匯編是需要消耗周期的。一共消耗了 6 個(gè)周期。也就是消 耗了 6us,還剩下 100us-6us=94us。
然后再看我再程序上面注釋的各語(yǔ)句消耗時(shí)間:
從 1 句到 5 句一共消耗了 10 個(gè)周期(不信你數(shù)數(shù)^_^)。還剩下 94us-10us=84us。
現(xiàn)在就看第 8 句了,這句應(yīng)該消耗 84 個(gè)周期才能達(dá)到我們延時(shí) 100us。而這句每執(zhí)行一次消耗 2 個(gè)周期,也就是說(shuō) r0 的值應(yīng)該為 84/2=42。
那么,怎樣達(dá)到 r0=42 的呢?我們從第 1 句開(kāi)始分析:
第 1 句中,r7 為 c 傳遞過(guò)來(lái)的參數(shù),此例子中為 100.執(zhí)行完此句后 a 的值為 100;
第 2 句中,將 a=a-16 = 100-16=84。此句結(jié)束后 a 的值為 84;
第 3 句中,給 b 賦值為 2;
第 4 句中,用 a 來(lái)除以 b。結(jié)果商存入 a 中,余數(shù)存入 b 中,此句結(jié)束后 a 的值為 a=a/b = 84/2= 42;
第 5 句,將 a 值賦給 r0,此句結(jié)束后 r0 的值為 42。
于是乎, r0 的值為 42 這個(gè)目的達(dá)到了。結(jié)合前面的分析,此程序是不是延時(shí)了 100us 呢?
答案當(dāng)然是 “是”了!
這個(gè)函數(shù)可以實(shí)現(xiàn)任意偶數(shù)微秒(>=18)的延時(shí)的,不信的話可以帶一個(gè)值進(jìn)去算的。至于為什么值必須>=18us,用不著我解釋了吧。
任意奇數(shù)的微秒級(jí)延時(shí):
void?delay_odd_us(unsigned?char?odd){ #pragma?asm 1?mov?a,?r7 2?subb?a,?#0fH 3?mov?b,?#02H 4?div?ab 5?mov?r0,?a 6?loop1: 7?djnz?r0,?loop1 #pragma?endasm }此即為任意奇數(shù)微秒的延時(shí),和偶數(shù)延時(shí)一樣的道理,不解釋了。^_^
此函數(shù)的參數(shù)必須大于等于 17,請(qǐng)思考為什么?^_^
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總結(jié)
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