Keilc51程序中几种精确延时的方法
Keilc51程序中几种精确延时的方法
单片机因具有体积小、功能强、成本低以及便于实现分布式控制而有非常广泛的应用领域[1]。单片机开发者在编制各种应用程序时经常会遇到实现精确延时的问题，比如按键去抖、数据传输等操作都要在程序中插入一段或几段延时，时间从几十微秒到几秒。有时还要求有很高的精度，如使用单总线芯片DS18B20时，允许误差范围在十几微秒以内[2]，否则，芯片无法工作。用51汇编语言写程序时，这种问题很容易得到解决，而目前开发嵌入式系统软件的主流工具为C语言，用C51写延时程序时需要一些技巧[3]。因此，在多年单片机开发经验的基础上，介绍几种实用的编制精确延时程序和计算程序执行时间的方法。
实现延时通常有两种方法：一种是硬件延时，要用到定时器/计数器，这种方法可以提高CPU的工作效率，也能做到精确延时；另一种是软件延时，这种方法主要采用循环体进行。
1 使用定时器/计数器实现精确延时
单片机系统一般常选用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一种更容易产生各种标准的波特率，后两种的一个机器周期分别为1 μs和2 μs，便于精确延时。本程序中假设使用频率为12 MHz的晶振。最长的延时时间可达216=65 536 μs。若定时器工作在方式2，则可实现极短时间的精确延时；如使用其他定时方式，则要考虑重装定时初值的时间（重装定时器初值占用2个机器周期）。
在实际应用中，定时常采用中断方式，如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时间的延时。使用定时器/计数器延时从程序的执行效率和稳定性两方面考虑都是最佳的方案。但应该注意，C51编写的中断服务程序编译后会自动加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC语句，执行时占用了4个机器周期；如程序中还有计数值加1语句，则又会占用1个机器周期。这些语句所消耗的时间在计算定时初值时要考虑进去，从初值中减去以达到最小误差的目的。
2 软件延时与时间计算
在很多情况下，定时器/计数器经常被用作其他用途，这时候就只能用软件方法延时。下面介绍几种软件延时的方法。
2.1 短暂延时
可以在C文件中通过使用带_NOP_( )语句的函数实现，定义一系列不同的延时函数，如Delay10us( )、Delay25us( )、Delay40us( )等存放在一个自定义的C文件中，需要时在主程序中直接调用。如延时10 μs的延时函数可编写如下：
void Delay10us( ) {
_NOP_( );
_NOP_( );
_NOP_( );
_NOP_( );
_NOP_( );
_NOP_( );
}
Delay10us( )函数中共用了6个_NOP_( )语句，每个语句执行时间为1 μs。主函数调用Delay10us( )时，先执行一个LCALL指令（2 μs），然后执行6个_NOP_( )语句（6 μs），最后执行了一个RET指令（2 μs），所以执行上述函数时共需要10 μs。可以把这一函数当作基本延时函数，在其他函数中调用，即嵌套调用\[4\]，以实现较长时间的延时；但需要注意，如在Delay40us( )中直接调用4次Delay10us( )函数，得到的延时时间将是42 μs，而不是40 μs。这是因为执行Delay40us( )时，先执行了一次LCALL指令（2 μs），然后开始执行第一个Delay10us( )，执行完最后一个Delay10us( )时，直接返回到主程序。依此类推，如果是两层嵌套调用，如在Delay80us( )中两次调用
Delay40us( )，则也要先执行一次LCALL指令（2 μs），然后执行两次Delay40us( )函数（84 μs），所以，实际延时时间为86 μs。简言之，只有最内层的函数执行RET指令。该指令直接返回到上级函数或主函数。如在Delay80μs( )中直接调用8次Delay10us( )，此时的延时时间为82 μs。通过修改基本延时函数和适当的组合调用，上述方法可以实现不同时间的延时。
2.2 在C51中嵌套汇编程序段实现延时
在C51中通过预处理指令#pragma asm和#pragma endasm可以嵌套汇编语言语句。用户编写的汇编语言紧跟在#pragma asm之后，在#pragma endasm之前结束。
如：#pragma asm
…
汇编语言程序段
…
#pragma endasm
延时函数可设置入口参数，可将参数定义为unsigned char、int或long 型。根据参数与返回值的传递规则，这时参数和函数返回值位于R7、R7R6、R7R6R5中。在应用时应注意以下几点：
◆ #pragma asm、#pragma endasm不允许嵌套使用；
◆ 在程序的开头应加上预处理指令#pragma asm，在该指令之前只能有注释或其他预处理指令；
◆ 当使用asm语句时，编译系统并不输出目标模块，而只输出汇编源文件；
◆ asm只能用小写字母，如果把asm写成大写，编译系统就把它作为普通变量；
◆ #pragma asm、#pragma endasm和 asm只能在函数内使用。
将汇编语言与C51结合起来，充分发挥各自的优势，无疑是单片机开发人员的最佳选择。
2.3 使用示波器确定延时时间
熟悉硬件的开发人员，也可以利用示波器来测定延时程序执行时间。方法如下：编写一个实现延时的函数，在该函数的开始置某个I/O口线如P1.0为高电平，在函数的最后清P1.0为低电平。在主程序中循环调用该延时函数，通过示波器测量P1.0引脚上的高电平时间即可确定延时函数的执行时间。方法如下：
sbit T_point = P1^0;
void Dly1ms(void) {
unsigned int i,j;
while (1) {
T_point = 1;
for(i=0;i<2;i++){
for(j=0;j<124;j++){;}
}
T_point = 0;
for(i=0;i<1;i++){
for(j=0;j<124;j++){;}
}
}
}
void main (void) {
Dly1ms();
}
把P1.0接入示波器，运行上面的程序，可以看到P1.0输出的波形为周期是3 ms的方波。其中，高电平为2 ms，低电平为1 ms，即for循环结构
“for(j=0;j<124;j++) {;}”的执行时间为1 ms。通过改变循环次数，可得到不同时间的延时。当然，也可以不用for循环而用别的语句实现延时。这里讨论的只是确定延时的方法。
2.4 使用反汇编工具计算延时时间
对于不熟悉示波器的开发人员可用Keil C51中的反汇编工具计算延时时间，在反汇编窗口中可用源程序和汇编程序的混合代码或汇编代码显示目标应用程序。为了说明这种方法，还使用“for(i=0;i C:0x000FE4CLRA//1T C:0x0010FEMOVR6,A//1T C:0x0011EEMOVA,R6//1T C:0x0012C3CLRC//1T C:0x00139FSUBBA,DlyT //1T C:0x00145003JNCC:0019//2T C:0x00160E INCR6//1T C:0x001780F8SJMPC:0011//2T 可以看出，0x000F～0x0017一共8条语句，分析语句可以发现并不是每条语句都执行DlyT次。核心循环只有0x0011~0x0017共6条语句，总共8个机器周期，第1次循环先执行“CLR A”和“MOV R6，A”两条语句，需要2个机器周期，每循环1次需要8个机器周期，但最后1次循环需要5个机器周期。DlyT 次核心循环语句消耗（2+DlyT×8+5）个机器周期，当系统采用12 MHz时，精度为7 μs。 当采用while (DlyT--)循环体时，DlyT的值存放在R7中。相对应的汇编代码如下： C:0x000FAE07MOVR6, R7//1T C:0x00111F DECR7//1T C:0x0012EE MOVA,R6//1T C:0x001370FAJNZC:000F//2T 循环语句执行的时间为（DlyT+1）×5个机器周期，即这种循环结构的延时精度为5 μs。 通过实验发现，如将while (DlyT--)改为while (--DlyT)，经过反汇编后得到如下代码： C:0x0014DFFE DJNZR7,C:0014//2T 可以看出，这时代码只有1句，共占用2个机器周期，精度达到2 μs，循环体耗时DlyT×2个机器周期；但这时应该注意，DlyT初始值不能为0。 这3种循环结构的延时与循环次数的关系如表1所列。 表1 循环次数与延时时间关系单位：μs 注意：计算时间时还应加上函数调用和函数返回各2个机器周期时间。 2.5 使用性能分析器计算延时时间 很多C程序员可能对汇编语言不太熟悉，特别是每个指令执行的时间是很难记忆的，因此，再给出一种使用Keil C51的性能分析器计算延时时间的方法。这里还以前面介绍的for (i=0;i<124;i++)结构为例。使用这种方法时，必须先设置系统所用的晶振频率，选择Options for target中的target选项，在 Xtal(MHz)中填入所用晶振的频率。将程序编译后，分别在_point = 1和T_point = 0处设置两个运行断点。选择start/stop debug session按钮进入程序调试窗口，分别打开Performance Analyzer window和Disassembly window。运行程序前，要首先将程序复位，计时器清零；然后按F5键运行程序，从程序效率评估窗口的下部分可以看到程序到了第一个断点，也就是所要算的程序段的开始处，用了389 μs；再按F5键，程序到了第2个断点处也就是所要算的程序段的结束处，此时时间为1 386 μs。最后用结束处的时间减去开始处时间，就得到循环程序段所占用的时间为997 μs。 当然也可以不用打开Performance Analyzer window，这时观察左边工具栏秒（SEC）项。全速运行时，时间不变，只有当程序运行到断点处，才显示运行所用的时间。 3 总结 本文介绍了多种实现并计算延时程序执行时间的方法。使用定时器进行延时是最佳的选择，可以提高MCU工作效率，在无法使用定时器而又需要实现比较精确的延时时，后面介绍的几种方法可以实现不等时间的延时：使用自定义头文件的优点是，可实现任意时间长短的延时，并减少主程序的代码长度，便于对程序的阅读理解和维护。编写延时程序是一项很麻烦的任务，可能需要多次修改才能满足要求。掌握延时程序的编写，能够使程序准确得以执行，这对项目开发有着重要的意义。本文所讨论的几种方法，都是来源于实际项目的开发经验，有着很好的实用性和适应性。 Keil C51程序设计中几种精确延时方法 2008-04-03 08:48 实现延时通常有两种方法：一种是硬件延时，要用到定时器/计数器，这种方法可以提高CPU的工作效率，也能做到精确延时；另一种是软件延时，这种方法主要采用循环体进行。 1 使用定时器/计数器实现精确延时 单片机系统一般常选用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一种更容易产生各种标准的波特率，后两种的一个机器周期分别为1 μs和2 μs，便于精确延时。本程序中假设使用频率为12 MHz的晶振。最长的延时时间可达216=65 536 μs。若定时器工作在方式2，则可实现极短时间的精确延时；如使用其他定时方式，则要考虑重装定时初值的时间（重装定时器初值占用2个机器周期）。 在实际应用中，定时常采用中断方式，如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时间的延时。使用定时器/计数器延时从程序的执行效率和稳定性两方面考虑都是最佳的方案。但应该注意，C51编写的中断服务程序编译后会自动加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC语句，执行时占用了4个机器周期；如程序中还有计数值加1语句，则又会占用1个机器周期。这些语句所消耗的时间在计算定时初值时要考虑进去，从初值中减去以达到最小误差的目的。 2 软件延时与时间计算 在很多情况下，定时器/计数器经常被用作其他用途，这时候就只能用软件方法延时。下面介绍几种软件延时的方法。 2.1 短暂延时 可以在C文件中通过使用带_NOP_( )语句的函数实现，定义一系列不同的延时函数，如Delay10us( )、Delay25us( )、Delay40us( )等存放在一个自定义的C文件中，需要时在主程序中直接调用。如延时10 μs 的延时函数可编写如下： void Delay10us( ) { _NOP_( ); _NOP_( ); _NOP_( ) _NOP_( ); //实例42 ：用定时器T0 查询方式 P2 口8 位控制LED 闪烁 //#include 定时器的高8 }} 1KHzT1：用定时器43 实例// 音频查询方式控制单片机发出 #include 单片机中断程序大全公司内部编号：（GOOD-TMMT-MMUT-UUPTY-UUYY-DTTI- //实例42：用定时器T0查询方式P2口8位控制L E D闪烁#include #include Keil C51使用详解 V1.0 第一章 Keil C51开发系统基本知识 (6) 第一节系统概述 (6) 第二节Keil C51单片机软件开发系统的整体结构 (6) 1. C51 for Dos 7 2. C51 for Windows的安装及注意事项： (7) 第四节Keil C51工具包各部分功能及使用简介 (7) 1. C51与A51. 7 2. L51和BL51. 8 3. DScope51，Tscope51及Monitor51. 8 4. Ishell及uVision. 9 第二章 Keil C51软件使用详解 (10) 第一节Keil C51编译器的控制指令 (10) 1. 源文件控制类 (10) 2. 目标文件(Object)控制类： (10) 3. 列表文件(listing)控制类： (10) 第二节dScope51的使用 (11) 1. dScope51 for Dos 11 2. dScope for Windows 12 第三节Monitor51及其使用 (13) 1. Monitor51对硬件的要求 (13) 2. Mon51的使用 (13) 3. MON51的配置 (13) 4. 串口连接图： (13) 5. MON51命令及使用 (14) 第四节集成开发环境(IDE)的使用 (14) 1. Ishell for Dos的使用 (14) 2. uVision for windows的使用 (15) 第三章 Keil C51 vs 标准C.. 15 第二节内存区域(Memory Areas)： (16) 1. Pragram Area： (16) 2. Internal Data Memory: 16 3. External Data Memory. 16 4. Speciac Function Register Memory. 16 第三节存储模式 (16) 1. Small模式 (16) 2. Compact模式 (17) 3. large模式 (17) 第四节存储类型声明 (17) 第五节变量或数据类型 (17) 第六节位变量与声明 (17) 1. bit型变量 (17) 2. 可位寻址区说明20H－2FH.. 18 第七节Keil C51指针 (18) 1. 一般指针 (18) 2. 存储器指针 (18) 3. 指针转换 (18) 第八节Keil C51函数 (19) 1. 中断函数声明： (19) 2. 通用存储工作区 (19) 3. 选通用存储工作区由using x声明，见上例。 (19) 4. 指定存储模式 (19) 5. #pragma disable. 19 6. 递归或可重入函数指定 (19) //实例42：用定时器T0查询方式P2口8位控制LED闪烁#include 声明： *此文章是基于51单片机的微秒级延时函数，采用12MHz晶振。 *此文章共包含4个方面，分别是延时1us，5us，10us和任意微秒。前三个方面是作者学习过程中从书本或网络上面总结的，并非本人所作。但是延时任意微秒函数乃作者原创且亲测无误。欢迎转载。 *此篇文章是作者为方便初学者使用而写的，水平有限，有误之处还望大家多多指正。 *作者：Qtel *2012.4.14 *QQ:97642651 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------序： 对于某些对时间精度要求较高的程序，用c写延时显得有些力不从心，故需用到汇编程序。本人通过测试，总结了51的精确延时函数(在c语言中嵌入汇编)分享给大家。至于如何在c 中嵌入汇编大家可以去网上查查，这方面的资料很多，且很简单。以12MHz晶振为例，12MHz 晶振的机器周期为1us，所以，执行一条单周期指令所用时间就是1us，如NOP指令。下面具体阐述一下。 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------1.若要延时1us，则可以调用_nop_();函数，此函数是一个c函数，其相当于一个NOP指令，使用时必须包含头文件“intrins.h”。例如： #include C程序中可使用不同类型的变量来进行延时设计。经实验测试，使用unsigned char类型具有比unsigned int更优化的代码，在使用时 应该使用unsigned char作为延时变量。以某晶振为12MHz的单片 机为例，晶振为12M H z即一个机器周期为1u s。一. 500ms延时子程序 程序: void delay500ms(void) { unsigned char i,j,k; for(i=15;i>0;i--) for(j=202;j>0;j--) for(k=81;k>0;k--); } 计算分析: 程序共有三层循环 一层循环n:R5*2 = 81*2 = 162us DJNZ 2us 二层循环m:R6*(n+3) = 202*165 = 33330us DJNZ 2us + R5赋值 1us = 3us 三层循环: R7*(m+3) = 15*33333 = 499995us DJNZ 2us + R6赋值 1us = 3us 循环外: 5us 子程序调用 2us + 子程序返回2us + R7赋值 1us = 5us 延时总时间 = 三层循环 + 循环外 = 499995+5 = 500000us =500ms 计算公式:延时时间=[(2*R5+3)*R6+3]*R7+5 二. 200ms延时子程序 程序: void delay200ms(void) { unsigned char i,j,k; for(i=5;i>0;i--) for(j=132;j>0;j--) for(k=150;k>0;k--); } 三. 10ms延时子程序 程序: void delay10ms(void) { unsigned char i,j,k; for(i=5;i>0;i--) for(j=4;j>0;j--) for(k=248;k>0;k--); 单片机一些常用的延时与中断问题及解决方法 延时与中断出错，是单片机新手在单片机开发应用过程中，经常会遇到的问题，本文汇总整理了包含了MCS－51系列单片机、MSP430单片机、C51单片机、8051F的单片机、avr单片机、STC89C52、PIC单片机…..在内的各种单片机常见的延时与中断问题及解决方法，希望对单片机新手们，有所帮助！ 一、单片机延时问题20问 1、单片机延时程序的延时时间怎么算的？ 答:如果用循环语句实现的循环，没法计算，但是可以通过软件仿真看到具体时间，但是一般精精确延时是没法用循环语句实现的。 如果想精确延时，一般需要用到定时器，延时时间与晶振有关系，单片机系统一般常选用 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一种更容易产生各种标准的波特率，后两种的一个机器周期分别为1 μs和2 μs，便于精确延时。本程序中假设使用频率为12 MHz的晶振。最长的延时时间可达216=65 536 μs。若定时器工作在方式2，则可实现极短时间的精确延时；如使用其他定时方式，则要考虑重装定时初值的时间（重装定时器初值占用2个机器周期）。 2、求个单片机89S51 12M晶振用定时器延时10分钟，控制1个灯就可以 答：可以设50ms中断一次，定时初值，TH0=0x3c、TL0=0xb0。中断20次为1S，10分钟的话，需中断12000次。计12000次后，给一IO口一个低电平（如功率不够，可再加扩展），就可控制灯了。 而且还要看你用什么语言计算了，汇编延时准确，知道单片机工作周期和循环次数即可算出，但不具有可移植性，在不同种类单片机中，汇编不通用。用c的话，由于各种软件执行效率不一样，不会太准，通常用定时器做延时或做一个不准确的延时，延时短的话，在c中使用汇编的nop做延时 3、51单片机C语言for循环延时程序时间计算，设晶振12MHz，即一个机器周期是1us。for(i=0,i<100;i++) for(j=0,j<100;j++) 我觉得时间是100*100*1us=10ms，怎么会是100ms 答： 不可能的，是不是你的编译有错的啊 keil调试延时程序 2007-11-25 22:20 时间的单位换算 1秒=1000毫秒(ms) 1毫秒=1／1,000秒(s) 1秒=1,000,000 微秒(μs) 1微秒=1／1,000,000秒(s) 1秒=1,000,000,000 纳秒(ns) 1纳秒=1／1,000,000,000秒(s) 1秒=1,000,000,000,000 皮秒(ps) 1皮秒=1／1,000,000,000,000秒(s) 参考资料：资料 用定时器延时，有时候显得有点麻烦，我们不如考虑软件精确延时，软件延时无非就是利用for或while多重循环。以前用到延时函数时，都是从网上下载别人写好的延时子程序。延时5ms,400ms,1s,……，这些延时函数的函数名中都清清楚楚地标明了延时的时间，可我一直不知道这些函数是如何编写的，确切地说，是如果根据延时时间来确定循环次数的。如果是纳秒级的延时，可以通过示波器来观察波形，或者反汇编一下，计算一下指令执行时间，但如果延时时间相对较长，示波器便无能为力了。这几天好好看了一下Keil调试，发现Keil 的功能实在是太强大了。利用Keil uVersion的调试就可以写出精确的软件延时程序。以下是我的简单小结，文中所有程序都是在Xtal＝11.0592MHZ下测试。 比如我需要一个400ms的延时，随便写了个两重循环，外层循环5次，内层循环暂且设为5000： void Delay400Ms(void){ uchar i=5; unint j; while(i--){ j=5000; //通过keil调试来确定循环次数 while(j--); } } 在main函数中调用Delay400Ms()： void main() { 如何使用KeilC51创建一个工程文件 建立一个项目： 点击工程菜单中选择弹出的下拉式菜单中的新建工程...，接着弹出一个标准Windows 文件对话窗口，在"文件名"中输入您的第一个程序项目名称，这里我们用"test"，这是笔者惯用的名称，大家不必照搬就是了，只要符合Windows文件规则的文件名都行。"保存"后的文件扩展名为uv2，这是KEIL uVision2项目文件扩展名，以后我们可以直接点击此文件以打开先前做的项目 。 这时会弹出让你选择单片机型号的对话框，我们选择A TMEL---A T89C51 然后点击Target 1前面的“+”,出现Source Group 1，选中右键点选“增加文件到组Source Group 1” 这时选择文件类型为Asm 源文件，再选中001.asm文件，再按添加，在随后出现的提示框中按“确定” 仿真器采用Mon51协议,在使用之前应必须对软件项目进行如下设置： 1、单击工程菜单，再在下拉菜单中单击"目标target 1属性" 在下图中，单击"Target"输入仿真器的工作频率（11.0592MHz） 2、在调试菜单中点选"Keil Monitor-51 Driver"，即选择了STC89C516RD硬件仿真器。 3、单击“R外围设备”选Target Setup设置选项选择您要使用串口（必须和实际相符合），波特率38400。 如果被仿真的目标板使用12MHZ或者是11.0592MHZ晶振时波特率选择38400，如果被仿真的目标板使用6MHZ晶振时波特率选择18400。 4、如果需要生成HEX代码给编程器烧写芯片的话，需要选中“生成HEX 文件”的选项，按钮“选择OBJ文件夹...”是用来选择最终HEX文件的存放目录的。 5、按F7快捷键可以进行编译，编译成功后如会出现上图红箭头所指的文字，表示编译成 标准的C语言中没有空语句。但在单片机的C语言编程中，经常需要用几个空指令产生短延时的效果。这在汇编语言中很容易实现，写几个nop就行了。 在keil C51中，直接调用库函数： #include // 声明了void _nop_(void; _nop_(; // 产生一条NOP指令 作用：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。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。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-- Keilc51程序中几种精确延时的方法 单片机因具有体积小、功能强、成本低以及便于实现分布式控制而有非常广泛的应用领域[1]。单片机开发者在编制各种应用程序时经常会遇到实现精确延时的问题，比如按键去抖、数据传输等操作都要在程序中插入一段或几段延时，时间从几十微秒到几秒。有时还要求有很高的精度，如使用单总线芯片DS18B20时，允许误差范围在十几微秒以内[2]，否则，芯片无法工作。用51汇编语言写程序时，这种问题很容易得到解决，而目前开发嵌入式系统软件的主流工具为C语言，用C51写延时程序时需要一些技巧[3]。因此，在多年单片机开发经验的基础上，介绍几种实用的编制精确延时程序和计算程序执行时间的方法。 实现延时通常有两种方法：一种是硬件延时，要用到定时器/计数器，这种方法可以提高CPU的工作效率，也能做到精确延时；另一种是软件延时，这种方法主要采用循环体进行。 1 使用定时器/计数器实现精确延时 单片机系统一般常选用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一种更容易产生各种标准的波特率，后两种的一个机器周期分别为1 μs和2 μs，便于精确延时。本程序中假设使用频率为12 MHz的晶振。最长的延时时间可达216=65 536 μs。若定时器工作在方式2，则可实现极短时间的精确延时；如使用其他定时方式，则要考虑重装定时初值的时间（重装定时器初值占用2个机器周期）。 在实际应用中，定时常采用中断方式，如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时间的延时。使用定时器/计数器延时从程序的执行效率和稳定性两方面考虑都是最佳的方案。但应该注意，C51编写的中断服务程序编译后会自动加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC语句，执行时占用了4个机器周期；如程序中还有计数值加1语句，则又会占用1个机器周期。这些语句所消耗的时间在计算定时初值时要考虑进去，从初值中减去以达到最小误差的目的。 2 软件延时与时间计算 在很多情况下，定时器/计数器经常被用作其他用途，这时候就只能用软件方法延时。下面介绍几种软件延时的方法。 2.1 短暂延时 可以在C文件中通过使用带_NOP_( )语句的函数实现，定义一系列不同的延时函数，如Delay10us( )、Delay25us( )、Delay40us( )等存放在一个自定义的C文件中，需要时在主程序中直接调用。如延时10 μs的延时函数可编写如下： void Delay10us( ) { _NOP_( ); _NOP_( ); C51中精确延时 C语言最大的缺点就是实时性差,我在网上到看了一些关于延时的讨论,其中有篇文章51单片机Keil C 延时程序的简单研究,作者：InfiniteSpace Studio/isjfk,写得不错,他是用while(--i);产生DJNZ 来实现精确延时,后来有人说如果while里面不能放其它语句,否则也不行,用do-while就可以,具体怎样我没有去试.所有这些都没有给出具体的实例程序来.还看到一些延时的例子多多少少总有点延时差.为此我用for循环写了几个延时的子程序贴上来,希望能对初学者有所帮助.(晶振12MHz,一个机器周期1us.) 在精确延时的计算当中,最容易让人忽略的是计算循环外的那部分延时,在对时间要求不高的场合,这部分对程序不会造成影响. 一. 500ms延时子程序 程序: void delay500ms(void) { unsigned char i,j,k; for(i=15;i>0;i--) for(j=202;j>0;j--) for(k=81;k>0;k--); } 产生的汇编: C:0x0800 7F0F MOV R7,#0x0F C:0x0802 7ECA MOV R6,#0xCA C:0x0804 7D51 MOV R5,#0x51 C:0x0806 DDFE DJNZ R5,C:0806 C:0x0808 DEFA DJNZ R6,C:0804 C:0x080A DFF6 DJNZ R7,C:0802 C:0x080C 22 RET 计算分析: 程序共有三层循环 一层循环n:R5*2 = 81*2 = 162us DJNZ 2us 二层循环m:R6*(n+3) = 202*165 = 33330us DJNZ 2us + R5赋值1us = 3us 三层循环: R7*(m+3) = 15*33333 = 499995us DJNZ 2us + R6赋值1us = 3us 循环外: 5us 子程序调用2us + 子程序返回2us + R7赋值1us = 5us 延时总时间= 三层循环+ 循环外= 499995+5 = 500000us =500ms 计算公式:延时时间=[(2*R5+3)*R6+3]*R7+5 二. 200ms延时子程序 程序: void delay200ms(void) { unsigned char i,j,k; for(i=5;i>0;i--) for(j=132;j>0;j--) //实例42 :用定时器TO查询方式P2 口8位控制LED闪烁#include TL0=(65536-46083)%256; // 定时器 T0 的高 8 位赋初值 } // 实例43 ：用定时器T1 查询方式控制单片机发出1KHz 音频#include KeilC51使用说明 首先启动Keil μVision2程序，首次进入 Keil μVision2的编辑界面如图1所示，否则，会打开用户前一次处理的工程。 图1 首次进入Keil μVision2的编辑界面 下面通过简单的编程、调试，引导大家学习Keil μVision2软件中Keil Monitor-51 Driver 仿真器的基本使用方法和基本调试技巧。 1 工程的建立 单击“项目->新建项目…”菜单，弹出创建新工程对话框，如图2所示。选择你要保存的路径, 输入工程文件的名字, 不需要输入扩展名。比如保存到JY_E2X00目录里,工程文件的名字为 Test1，如图（2）所示,然后点击“保存”，保存后的文件扩展名为.uv2，这是KeilμVision2项 目文件扩展名。以后我们可以直接点击此文件来打开已创建的工程。 图2 创建新工程对话框 这时会弹出一个对话框,要求选择目标CPU（即用户所用单片机的型号），Keil μVision 几乎支持所有的51内核的单片机,我们以AT89S52芯片为例,如图3所示, 在左侧的Data base列表框中点击Atmel前面的“+”号，展开该层，选中AT89S52，在其右边的Description显示区域。中是对这个单片机的基本描述,然后再点击“确定”按钮. 图3 为工程选择目标CPU 窗口会出现询问是否添加startup.a51,如图4：请选择“否”。 图4 此时，在工程窗口的文件页中，出现了“Target 1”，前面有“+”号，点击“+”号展开，可以看到下一层的“Source Group1”，这时的工程还是一个空的工程，里面什么文件也没有，需要为这个工程添加文件。如图5所示。 51单片机的几种精确延时实现延时 51单片机的几种精确延时实现延时通常有两种方法：一种是硬件延时，要用到定时器/计数器，这种方法可以提高CPU的工作效率，也能做到精确延时；另一种是软件延时，这种方法主要采用循环体进行。 1 使用定时器/计数器实现精确延时 单片机系统一般常选用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一种更容易产生各种标准的波特率，后两种的一个机器周期分别为1 μs和2 μs，便于精确延时。本程序中假设使用频率为12 MHz的晶振。最长的延时时间可达216=65 536 μs。若定时器工作在方式2，则可实现极短时间的精确延时；如使用其他定时方式，则要考虑重装定时初值的时间（重装定时器初值占用2个机器周期）。 在实际应用中，定时常采用中断方式，如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时间的延时。使用定时器/计数器延时从程序的执行效率和稳定性两方面考虑都是最佳的方案。但应该注意，C51编写的中断服务程序编译后会自动加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC 语句，执行时占用了4个机器周期；如程序中还有计数值加1语句，则又会占用1个机器周期。这些语句所消耗的时间在计算定时初值时要考虑进去，从初值中减去以达到最小误差的目的。 2 软件延时与时间计算 在很多情况下，定时器/计数器经常被用作其他用途，这时候就只能用软件方法延时。下面介绍几种软件延时的方法。 2.1 短暂延时 可以在C文件中通过使用带_NOP_( )语句的函数实现，定义一系列不同的延时函数，如Delay10us( )、Delay25us( )、Delay40us( )等存放在一个自定义的C文件中，需要时在主程序中直接调用。如延时10 μs的延时函数可编写如下： void Delay10us( ) { _NOP_( ); _NOP_( ); _NOP_( ); _NOP_( ); _NOP_( ); _NOP_( ); } Delay10us( )函数中共用了6个_NOP_( )语句，每个语句执行时间为1 μs。主函数调用Delay10us( )时，先执行一个LCALL指令（2 μs），然后执行6个_NOP_( )语句（6 μs），最后执行了一个RET指令（2 μs），所以执行上述函数时共需要10 μs。可以把这一函数 、Keil C51工程建立与仿真 1、建立一个工程项目，选择芯片并确定选项 双击Keil uVision2快捷图标后进入Keil C51开发环境，单击“工程”菜单，在弹出的下拉菜单选中“新工程”选项，屏幕显示为图1。附录： 一 图1 建立一个工程项目在文件名中输入一个项目名“my-test”，选择保存路径（可在 “我的 文档” 中先建 立一个 同名的 文件夹），单击保存。在随后弹出的“为目标target选择设备”（Select Device for Target “Target1”）对话框中用鼠标单击Atmel前的“+”号，选择“89C51”单片机后按确定，如图2所示。 图 2 选择单片机后按确定 选择主菜单栏中的“工程”，选中下拉菜单中“Options for Target ‘Target1’”，出现图3所示的界面。单击“target”页面，在晶体Xtal（MHz）栏中选择试验板的晶振频率，默认为24MHz，我们讲座试验板的晶振频率为11.0592MHz，因此要将24.0改为11.0592。然后单击输出“Output”页面，在“建立hex格式文件”前打勾选中，如图3-4。其它采用默认设置，然后点确定。 图3 选择Target 页面 图4 选择Output页面 2、建立源程序文件 图 5 建立源程序文件 程序输入完成后，选择“文件”，在下拉菜单中选中“另存为”，将该文件以扩展名为.asm格式（如my-test.asm）保存在刚才所建立的一个文件夹中（my-test）。 3、添加文件到当前项目组中 单击工程管理器中“Target 1”前的“+”号，出现“Source Group1”后再单击，加亮后右击。在出现的下拉窗口中选择“Add Files to Group‘Source Group1’”，如图6所示。在增加文件窗口中选择刚才以asm格式编辑的文件my-test.asm，鼠标单击“ADD”按钮，这时my-test.asm文件便加入到Source Group1这个组里了，随后关闭此对话窗口。 图 6 添加文件到当前项目组中 4、编译（汇编）文件 选择主菜单栏中的“工程”，在下拉菜单中选中“重建 51单片机精确延时源程序 一、晶振为 11.0592MHz，12T 1、延时 1ms: （1）汇编语言： 代码如下： DELAY1MS: ;误差 -0.651041666667us MOV R6,#04H DL0: MOV R5,#71H DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 RET （2）C语言： void delay1ms(void) //误差 -0.651041666667us { unsigned char a,b; for(b=4;b>0;b--) for(a=113;a>0;a--); } 2、延时 10MS： （1）汇编语言： DELAY10MS: ;误差 -0.000000000002us MOV R6,#97H DL0: MOV R5,#1DH DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 RET （2）C语言： void delay10ms(void) //误差 -0.000000000002us { unsigned char a,b; for(b=151;b>0;b--) for(a=29;a>0;a--); } 3、延时 100MS： （1）汇编语言： DELAY100MS: ;误差 -0.000000000021us MOV R7,#23H DL1: MOV R6,#0AH I 棋影淘宝店：https://www.wendangku.net/doc/4018066518.html,QQ：149034219 DL0: MOV R5,#82H DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 DJNZ R7,DL1 RET （2）C语言： void delay100ms(void) //误差 -0.000000000021us { unsigned char a,b,c; for(c=35;c>0;c--) for(b=10;b>0;b--) for(a=130;a>0;a--); } 4、延时 1S： （1）汇编语言： DELAY1S: ;误差 -0.00000000024us MOV R7,#5FH DL1: MOV R6,#1AH DL0: MOV R5,#0B9H DJNZ R5,$ DJNZ R6,DL0 DJNZ R7,DL1 RET （2）C语言： void delay1s(void) //误差 -0.00000000024us { unsigned char a,b,c; for(c=95;c>0;c--) for(b=26;b>0;b--) ( //实例42：用定时器T0查询方式P2口8位控制LED闪烁 #include<> // 包含51单片机寄存器定义的头文件 void main(void) { // EA=1; //开总中断 // ET0=1; //定时器T0中断允许 TMOD=0x01; //使用定时器T0的模式1 TH0=(65536-46083)/256; //定时器T0的高8位赋初值 : TL0=(65536-46083)%256; //定时器T0的高8位赋初值 TR0=1; //启动定时器T0 TF0=0; P2=0xff; while(1)//无限循环等待查询 { while(TF0==0) ; ] TF0=0; P2=~P2; TH0=(65536-46083)/256; //定时器T0的高8位赋初值 TL0=(65536-46083)%256; //定时器T0的高8位赋初值 //实例43：用定时器T1查询方式控制单片机发出1KHz音频 #include<> // 包含51单片机寄存器定义的头文件 sbit sound=P3^7; //将sound位定义为引脚 void main(void) （ {// EA=1; //开总中断 // ET0=1; //定时器T0中断允许 TMOD=0x10; //使用定时器T1的模式1 TH1=(65536-921)/256; //定时器T1的高8位赋初值 TL1=(65536-921)%256; //定时器T1的高8位赋初值 TR1=1; //启动定时器T1 TF1=0; while(1)//无限循环等待查询 — { while(TF1==0); TF1=0; Keil uVision2的使用 Keil uVision2是目前使用广泛的单片机开发软件，它集成了源程序编辑和程序调试于一体，支持汇编、C、PL/M语言。 这里我们仅仅介绍Keil uVision2的简单使用，更详细的使用方法见本光盘单片机软件\Keil c51\Keil书籍与资料目录中的内容。 keil C51v6.12的安装： 先运行光盘中单片机软件\setup\setup.exe安装程序，选择安装“Eval Version”版进行安装。一直点击“Yes”或“Next”，直到“Finish”完成。 之后运行同目录中的Keil uv2汉化安装.exe安装汉化程序。 安装好后，在桌面上会产生快捷图标，如下图： keil C51v6.12的使用： 点击桌面快捷图标，可以直接进入主画面： 序。 在Keil系统中，每做个独立的程序，都视为工程（或者叫项目）。首先从菜但的“工程”中“新建工程...”，建立我们将要做的工程项目： 新建的工程要起个与工程项目意义一致的名字，可以是中文名；我们这里的程序是实验测试程序，所以起的名字为Test，并将Test工程“保存”到 C:\Keil下： 接下来，Keil环境要求我们为Test工程选择一个单片机型号；我们选择Atmel公司的89C51（虽然我们使用的是89S51，但由于89S51与89C51内、外部结构完全一样，所以这里依然选择“89C51”）。“确定”后工程项目就算建立了。 立了工程项目，肯定要实施这个工程，现在就为工程添加程序； 点击“文件”中的“新建”，新建一个空白文档；这个空白文档就是让我们编写单片机程序的场所。在这里你可以进行编辑、修改等操作。 根据题意，在文档中写入下列代码：（下列代码你暂时不要管什么意思，只要照抄正确就可以，今后在学习汇编时你会明白的） mov p0,#01010101B;将01010101二进制代码送P0口 ajmp$;程序在此原地踏步 end;程序结束标志 写完后再检查一下，并保存文件，保存文件时，其文件名最好与前面建立的工程名相同（当然这里为Test了），其扩展名必须为.Asm！“文件名”中一定要写全，如：Test.Asm；保存后的文档彩色语法会起作用，将关键字实行彩色显示：KeilC51程序设计中几种精确延时方法
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