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C51延时程序再抛砖原创

发布时间:2020-06-04 发布时间:
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看到了个好帖,我在此在它得基础上再抛抛砖!

有个好帖,从精度考虑,它得研究结果是:
void delay2(unsigned char i)
{
while(-i);
}
为最佳方法。
分析:假设外挂12M(之后都是在这基础上讨论)
我编译了下,传了些参数,并看了汇编代码,观察记录了下面的数据:
delay2(0):延时518us 518-2*256=6
delay2(1):延时7us(原帖写“5us”是错的,^_^)
delay2(10):延时25us 25-20=5
delay2(20):延时45us 45-40=5
delay2(100):延时205us 205-200=5
delay2(200):延时405us 405-400=5
见上可得可调度为2us,而最大误差为6us。
精度是很高了!
但这个程序的最大延时是为518us显然不
能满足实际需要,因为很多时候需要延迟比较长的时间。
那么,接下来讨论将t分配为两个字节,即uint型的时候,会出现什么情况。
void delay8(uint t)
{
while(-t);
}
我编译了下,传了些参数,并看了汇编代码,观察记录了下面的数据:
delay8(0):延时524551us 524551-8*65536=263
delay8(1):延时15us
delay8(10):延时85us 85-80=5
delay8(100):延时806us 806-800=6
delay8(1000):延时8009us 8009-8000=9
delay8(10000):延时80045us 80045-8000=45
delay8(65535):延时524542us 524542-524280=262
如果把这个程序的可调度看为8us,那么最大误差为263us,但这个延时程序还是不能满足要求的,因为延时最大为524.551ms。
那么用ulong t呢?
一定很恐怖,不用看编译后的汇编代码了。。。
那么如何得到比较小的可调度,可调范围大,并占用比较少得RAM呢?请看下面的程序:
/*-
程序名称:50us延时
注意事项:基于1MIPS,AT89系列对应12M晶振,W77.W78系列对应3M晶振
例子提示:调用delay_50us(20),得到1ms延时
全局变量:无
返回:无
-*/
void delay_50us(uint t)
{
uchar j;
for(;t>0;t-)
for(j=19;j>0;j-)
;
}
我编译了下,传了些参数,并看了汇编代码,观察记录了下面的数据:
delay_50us(1):延时63us 63-50=13
delay_50us(10):延时513us 503-500=13
delay_50us(100):延时5013us 5013-5000=13
delay_50us(1000):延时50022us 50022-50000=22
赫赫,延时50ms,误差仅仅22us,作为C语言已经是可以接受了。再说要求再精确的话,就算是用汇编也得改用定时器了。
/*-
程序名称:50ms延时
注意事项:基于1MIPS,AT89系列对应12M晶振,W77.W78系列对应3M晶振
例子提示:调用delay_50ms(20),得到1s延时
全局变量:无
返回:无
-*/
void delay_50ms(uint t)
{
uint j;
/****
可以在此加少许延时补偿,以祢补大数值传递时(如delay_50ms(1000))造成的误差,
但付出的代价是造成传递小数值(delay_50ms(1))造成更大的误差。
因为实际应用更多时候是传递小数值,所以补建议加补偿!
****/
for(;t>0;t-)
for(j=6245;j>0;j-)
;
}
我编译了下,传了些参数,并看了汇编代码,观察记录了下面的数据:
delay_50ms(1):延时50 010 10us
delay_50ms(10):延时499 983 17us
delay_50ms(100):延时4 999 713 287us
delay_50ms(1000):延时4 997 022 2.978ms
赫赫,延时50s,误差仅仅2.978ms,可以接受!
上面程序没有才用long,也没采用3层以上的循环,而是将延时分拆为两个程序以提高精度。应该是比较好的做法了。

 

 

 


C51延时从精度考虑,下面的方法为最佳方法:
 void delay(unsigned char i) 
 {
    while(--i); 
 

  功能:延时  
  参数:c 的范围为:0 - 255   
       当 C 时,延时为 2 * 256 518 个机器周期   
       当 为其它值时,延时为 2 * C  个机器周期  
  注释:① 以上是以常数调用的计算值,如果用变量调用,根据变量的存
         储类型的不同可能要增加一到三个周期   
      ② 编译环境:Keil   
  
  void delay(unsigned char i)  
  {   
      while(--i);     //不可写成i--,否则生成的代码很难看
    
    
    编译后的子程序内是一条DJNZ指令,耗时2个周期,由于准备到R7中,调用LCALL,还有返回RET等要消耗时间,所以要加上5个周期。   
    用0调用时有点特别,0减1后变作0xFF,所以循环次数为256次,另外一点很有意思:  
          当用 1 255 的常数调用时,生成的代码如下  
   
          MOV  R7,   #1     ;   #1   -   255  
          LCALL     _Delay  
   
          用   0   调用则多了条指令  
   
          CLR         A  
          MOV         R7,   A  
          LCALL     _Delay  
          所以参数为   0   时,要多加一个周期   
    
    用变量调用时(如Delay(i)之类的形式)根据变量i的存储类型加上相应的访问时间, 该函数的分辨率为 2 个机器周期,最小延时为 个机器周期。   
    写延时程序时一定要考虑系统使用的晶振的频率。对于你所说的微秒级的延时,如果系统使用12MHZ的晶振,则一条NOP汇编指令便是延时1微秒。

    在做ms级以下的延时时,一定要用汇编,那样才能够很精确的控制!其他主控程序可以使用c语言!

    在C中嵌入汇编用下面格式  
  _asm  
      {  
               //在这里加入汇编的程序段  
      }

    如果是单片机,我想可以用_nop_指令!一个_nop指令是12*1/12MHz=1us,所以,当然如果采用循环这也会消耗掉一定的时间,可以实机调试,用示波器观察!

有些特殊的应用会用到比较精确的延时(比如DS18B20等),而C不像汇编,延时精准度不好算。本人经过反复调试,对照KEIL编译后的汇编源文件,得出了以下几条精确延时的语句(绝对精确!本人已通过实际测试),今天贴上来,希望对需要的朋友有所帮助。 

sbit LED  =  P1^0;      // 定义一个管脚(延时测试用) 
unsigned int i = 3;     // 注意i,j的数据类型, 
unsigned char j = 3;    // 不同的数据类型延时有很大不同 
//-----------------各种精确延时语句----------------------------------- 
while( (i--)!=1 );      // 延时10*i个机器周期 
i = 10; while( --i );   // 延时8*i+2个机器周期 
i = 10; while( i-- );   // 延时(i+1)*9+2个机器周期 
j = 5;  while( --j );   // 延时2*j+1个机器周期 
j = 5;  while( j-- );   // 延时(j+1)*6+1个机器周期 

i = 5;  
while( --i )            // 延时i*10+2个机器周期,在i*10+2个机器周期 
if( LED==0 )  break; // 内检测到LED管脚为低电平时跳出延时 

i = 5; 
while( LED )            // 每隔10个机器周期检测一次LED管脚状态,当LED 
if( (--i)==0 ) break;// 为低时或者到了10*i+2个机器周期时跳出延时 
//-------------------------------------------------------------------- 

例如18b20的复位函数(12M晶振): 
//*********************************************************************** 
// 函数功能:18B20复位 
// 入口参数:无 
// 出口参数:unsigned char x: 0:成功 1:失败 
//*********************************************************************** 
unsigned char ow_reset(void) 

unsigned char x=0;  // 12M晶振 1个机器周期为1us 
DQ = 1;   // DQ复位 
j = 10;  while(--j);// 稍做延时(延时10*2+1=21个机器周期,21us) 
DQ = 0;   // 单片机将DQ拉低 
j = 85;  while(j--);// 精确延时(大于480us) 85*6+1=511us 
DQ = 1;   // 拉高总线 
j = 10;  while(j--);// 精确延时10*6+1=61us 
x = DQ;   // 稍做延时后, 
return x;   // 如果x=0则初始化成功 x=1则初始化失败 
j = 25;  while(j--);// 精确延时25*6+1=151us 

//********************************************************************************* 
再如红外解码程序: 
(先说传统红外解码的弊端: 
 程序中用了while(IR_IO);while(!IR_IO);这样的死循环,如果管脚一直处于一种状态,就会一直执行while,造成“死机”现象。当然这种情况很少,但我们也的考虑到。而用以下程序则不会,在规定的时间内没有正确的电平信号就会返回主程序,这样就不会出现“死机”了) 
//***************************外部中断0******************************* 
void int0(void) interrupt 0 

unsigned char i,j; 
unsigned int count = 800; 
//--------------8.5ms低电平引导码------------------------------------- 
while( --count ) 
if( IR_IO==1 )      return;   // 在小于8ms内出现高电平,返回 
count = 100;                     // 延时1ms 
while( !IR_IO )                  // 等待高电平 
if( (--count)==0 )  return;   // 在9ms内未出现高电平,返回 
//-------------4.5ms高电平引导码------------------------------------ 
count = 410;                     // 延时4.1ms 
while( --count )                 // ... 
if( IR_IO==0 )      return;   // 在4.1ms内出现低电平,返回 
count = 50;                      // 延时0.5ms 
while( IR_IO )                   // 等待低电平 
if( (--count)==0 )  return;   // 在4.7ms内未出现低电平,返回 
//----------------------------------------------------------------- 
//------------4个数据码------------------------------------ 
for( j=0;j<4;j++ ) 

for( i=0;i<8;i++ ) 

IR_data[j] <<= 1;                // 装入数据 
count = 60;                      // 延时0.6ms 
while( !IR_IO )                  // 等待高电平 
if( (--count)==0 )   return;  // 在0.6ms内未出现高电平,返回 
count = 40;                      // 低电平结束,继续 
while( --count )                 // 延时0.4ms 
if( IR_IO==0 )       return;  // 在0.4ms内出现低电平,返回 
count = 100;                     // 延时1.4ms 
while( IR_IO )                   // 检测IO状态 
if( (--count)==0 )            // 等待1.4ms到来 
{                             // 在1.4ms内都是高电平 
IR_data[j] |= 1;           // 两个单位高电平,为数据1 
break;                     // 跳出循环 

count = 20;                      // 延时0.2ms 
while( IR_IO )                   // 等待低电平跳出 
if( (--count)==0 ) return;    // 0.2ms内未出现低电平,返回 


//------------------------------------------------------------------- 
flag_IR = 1;                           // 置位红外接收成功标志 
}



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