呵,你会51单片机的精确延时吗?
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前言
對于某些對時間精度要求較高的程序,用 c 寫延時顯得有些力不從心,故需用到匯編程序。
本人通過測試,總結了 51 的精確延時函數(在 c 語言中嵌入匯編)分享給大家。至于如何在 c 中嵌入匯編大家可以去網上查查,這方面的資料很多,且很簡單。
以 12MHz 晶振為例,12MHz晶振的機器周期為 1us,所以,執行一條單周期指令所用時間就是 1us,如 NOP 指令。下面具體闡述一下。
若要延時 1us,則可以調用_nop_();函數,此函數是一個 c 函數,其相當于一個 NOP 指令
使用時必須包含頭文件?intrins.h
例如:
#include?<intrins.h> #include?<reg52.h> void?main(void) {P1?=?0x0;_nop_();?//延時?1usP1?=?0xff; }延時?5us,則可以寫一個delay_5us()函數
delay_5us() {#pragma?asmnop#pragma?endasm }這就是一個延時 5us 的函數,只需要在需要延時 5us 時調用此函數即可。或許有人會問,只有一個 NOP 指令,怎么是延時 5us 呢?
答案是:
在調用此函數時,需要一個調用指令,此指令消耗?2個周期(即 2us);函數執行完 畢時要返回主調函數,需要一個返回指令,此指令消耗 2 個周期(2us)。調用和返回消耗了
2us + 2us = 4us。然后再加上一個NOP指令消耗?1us,不就是5us嗎?
延時?10us。
我們編寫一個?delay_10us()函數
delay_10us(){ #pragma?asm nop nop nop nop nop nop #pragma?endasm }這就是延時?10us?的函數。同延時?5us?函數一樣,調用和返回消耗?4us,加上函數中的6個?NOP?指令6us,正好是10us。
此時有人不禁要問那么,任意微秒時,函數應該怎么寫呢?
看我慢慢道來:首先,延時任意微秒我暫時沒有想到,但是,我可以延時任意偶數微秒或延時任意奇數微秒, 也就是說,需要兩個函數,一個函數專門實現任意偶數的微秒級延時,另一個函數專門實現 任意奇數的微秒級延時。只要有了這兩個函數在,不就可以延時任意的微秒了嗎!
首先我們來實現任意偶數的微秒級延時:
void?delay_even_us(unsigned?char?even){?//任意偶數的微秒級延時 #pragma?asm 1 mov a, r7 //為什么要用到 r7 呢,因為 r7 里面裝的是函數的參數!!! //?^_^?這句消耗?1?個周期 2?subb?a,?#10H?//這句看完程序我再解釋?這句消耗?1?個周期 3?mov?b,?#02H?//這句看完程序我再解釋?這句消耗?2?個周期 4?div?ab?//?這句意思是?a/b?,商放在?a?里,余數放在?b?里?稍 //后解釋?這句消耗?4?個周期 5?mov?r0,?a?//這句消耗?1?個周期 6?nop?//這句消耗?1?個周期 7?loop: 8?djnz?r0,?loop?//不等于?0?跳轉指令,也就是說?r0?中的值若不為?0?的話, //就跳轉到?loop?處?這句消耗?2?個周期 #pragma?endasm }下面我們來分析一下為何這樣寫:為了方便分析,我給句子編上了序號。我們以延時 100us為例(delay_even_us(100))。
首先減去調用和返回的 4 個周期(4us)。再減去參數傳遞所消耗的2 個周期。因為 c 函數參數傳遞到匯編是需要消耗周期的。一共消耗了 6 個周期。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句消耗時間:
從 1 句到 5 句一共消耗了 10 個周期(不信你數數^_^)。還剩下 94us-10us=84us。
現在就看第 8 句了,這句應該消耗 84 個周期才能達到我們延時 100us。而這句每執行一次消耗 2 個周期,也就是說 r0 的值應該為 84/2=42。
那么,怎樣達到 r0=42 的呢?我們從第 1 句開始分析:
第 1 句中,r7 為 c 傳遞過來的參數,此例子中為 100.執行完此句后 a 的值為 100;
第 2 句中,將 a=a-16 = 100-16=84。此句結束后 a 的值為 84;
第 3 句中,給 b 賦值為 2;
第 4 句中,用 a 來除以 b。結果商存入 a 中,余數存入 b 中,此句結束后 a 的值為 a=a/b = 84/2= 42;
第 5 句,將 a 值賦給 r0,此句結束后 r0 的值為 42。
于是乎, r0 的值為 42 這個目的達到了。結合前面的分析,此程序是不是延時了 100us 呢?
答案當然是 “是”了!
這個函數可以實現任意偶數微秒(>=18)的延時的,不信的話可以帶一個值進去算的。至于為什么值必須>=18us,用不著我解釋了吧。
任意奇數的微秒級延時:
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 }此即為任意奇數微秒的延時,和偶數延時一樣的道理,不解釋了。^_^
此函數的參數必須大于等于 17,請思考為什么?^_^
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總結
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