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C51中精确的延时与计算的实现（转载）

2011-12-29 13:44:39| 分类： 每天一学 |举报|字号 订阅
C51由于其可读性和可移植性很强，在单片机中得到广泛的应用，但在某些时候由于C51编写的程序对在有精确时间要求下，可能就得要用汇编语言来编写，但在C51是否也能实现时间的精确控制呢？答案是肯定的。
在C51中要实现对时间的精确延时有以下几种方法
其一：对于延时很短的，要求在us级的，采用“_nop_”函数，这个函数相当汇编NOP指令，延时几微秒，就插入个这样的函数。 NOP指令为单周期指令，可由晶振频率算出延时时间，对于12M晶振，延时1uS。
其二：对于延时比较长的，要求在大于10us，采用C51中的循环语句来实现。
在选择C51中循环语句时，要注意以下几个问题
第一、定义的C51中循环变量，尽量采用无符号字符型变量。
第二、在FOR循环语句中，尽量采用变量减减来做循环。
第三、在do…while，while语句中，循环体内变量也采用减减方法。
这因为在C51编译器中，对不同的循环方法，采用不同的指令来完成的。下面举例说明：
unsigned char I;
for(i=0;i<255;i++);

unsigned char I;
for(i=255;i>0;i--);
其中，第二个循环语句C51编译后，就用DJNZ指令来完成，相当于如下指令：
MOV　09H，＃0FFH
LOOP： DJNZ　09H，LOOP
指令相当简洁，也很好计算精确的延时时间。
同样对do…while，while循环语句中，也是如此
例：
unsigned char n;
n=255;
do{n--}
while(n);
或
n=255;
while(n)
{n--};
这两个循环语句经过C51编译之后，形成DJNZ来完成的方法，故其精确时间的计算也很方便。
其三：对于要求精确延时时间更长，这时就要采用循环嵌套的方法来实现，因此，循环嵌套的方法常用于达到ms级的延时。
对于循环语句同样可以采用for，do…while，while结构来完成，每个循环体内的变量仍然采用无符号字符变量。
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--;
}
这三种方法都是用DJNZ指令嵌套实现循环的，由C51编译器用下面的指令组合来完成的
MOV　R7，＃0FFH
LOOP2： MOV　R6，＃0FFH
LOOP1： DJNZ　R6，LOOP1
DJNZ　R7，LOOP2
这些指令的组合在汇编语言中采用DJNZ指令来做延时用，因此它的时间精确计算也是很简单，假上面变量i的初值为m，变量j的初值为n，则总延时时间为：m×（n×T＋T），其中T为DJNZ指令执行时间（DJNZ指令为双周期指令）。这里的+T为MOV这条指令所使用的时间。
同样对于更长时间的延时，可以采用多重循环来完成。只要在程序设计循环语句时注意以上几个问题。
下面给出有关在C51中延时子程序设计时要注意的问题
1、在C51中进行精确的延时子程序设计时，尽量不要或少在延时子程序中定义局部变量，所有的延时子程序中变量通过有参函数传递。
2、在延时子程序设计时，采用do…while，结构做循环体要比for结构做循环体好。
3、在延时子程序设计时，要进行循环体嵌套时，采用先内循环，再减减比先减减，再内循环要好。
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);
}
这精确延时子程序就被C51编译为有下面的指令组合完成
delay延时子程序如下：
MOV R6，05H
MOV R4，03H
C0012： DJNZ R3， C0012
MOV R3，04H
DJNZ R5， C0012
MOV R5，06H
DJNZ R7， C0012
RET
假设参数变量i的初值为m，参数变量j的初值为n，参数变量k的初值为l，则总延时时间为：l×（n×（m×T＋2T）＋2T）＋3T，其中T为DJNZ和MOV指令执行的时间。当m=n=l时，精确延时为9T，最短；当m=n=l=256时，精确延时到16908803T，最长。

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采用软件定时的计算方法

利用指令执行周期设定，以下为一段延时程序：
指令 周期
MOV 1
DJNZ 2
NOP 1
采用循环方式定时，有程序：
MOV R5,#TIME2 ;周期1
LOOP1: MOV R6,#TIME1 ; 1
LOOP2: NOP ; 1
NOP ; 1
DJNZ R6,LOOP2 ; 2
DJNZ R5,LOOP1 ; 2
定时数=(TIME1*4+2+1)*TIM2*2+4
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