51单片机精确延时实现方法

时间:2023-03-07作者:佚名

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

  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

  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

相关阅读

实现以太网通信硬件电路方法

实现以太网通信硬件电路方法很多,一般情况是CPU MAC PHY 网络变压器 RJ45。整个硬件电路最多用5个电子器件完成。 随着集成电路的发展,很多功能被集成在一起,简化硬件电路的设计。...
2023-10-22
实现以太网通信硬件电路方法

大学老师讲PID:电工师傅能听懂的自动调节干货

各位电工师傅大家好,我是一名大学自动化专业的老师,今天不用复杂公式、不讲生僻术语,就用咱现场干活能听懂的大白话,把PID自动调节讲透。咱们干工控、搞设备调试,经常碰到温度、...
2026-04-13
大学老师讲PID:电工师傅能听懂的自动调节干货

贴片电容漏电还有些什么原因

据调查,很多用户在使用贴片电容的过程中出现过电容漏电的现象,那么您知道是哪些原因导致的吗,下面新永利小编为您分析可能导致漏电的几种原因并附上测电流方法。 如果发现贴...
2023-03-31
贴片电容漏电还有些什么原因

涨姿势!生活用电之如何区分火线、零线、地线?强电和弱电?

大家好,对于成年人和未成年人来说,无论是在日常工作生活还是在装修房子的时候,关于用电的一些常识我们是必须要掌握的,今天给大家分享的是关于家庭用电中的火线、零线、地...
2023-06-11
涨姿势!生活用电之如何区分火线、零线、地线?强电和弱电?

20个常用模拟电路分享

一、 桥式整流电路 1、二极管的单向导电性: 伏安特性曲线: 理想开关模型和恒压降模型: 2、桥式整流电流流向过程: 输入输出波形: 3、计算:Vo, Io,二极管反向电压。 二、 电源滤...
2023-09-08
20个常用模拟电路分享

热销商品

耐磨耐油丁腈耐高温氟胶防水环保级硅胶包覆聚四氟橡胶O型密封圈

本款O型密封圈采用多层复合结构设计,外层为环保级硅胶,具备优异的防水、耐候与生物相容性;中间层采用耐磨耐油的丁腈橡胶(NBR),确保在油污环境中长期稳定运行;内层则选用...
1

电焊机焊把线电焊线国标电缆线16 25 35 50 70平方纯铜焊把线

电焊机焊把线,作为焊接作业中不可或缺的一部分,其质量直接关系到焊接质量和安全。国标电缆线1625355070平方纯铜焊把线,严格遵循国家标准,采用纯铜材质,确保了优秀的导...
4.2

100%桑蚕丝香云纱饰品发圈发夹口罩眼罩发带腰封直播专拍单拍无效

100%桑蚕丝香云纱饰品系列,精选天然桑蚕丝与非遗香云纱工艺匠心打造,质感柔滑亲肤,光泽雅致,尽显东方韵味。包含发圈、发夹、口罩、眼罩、发带、腰封等多款实用配饰,适...
1

灭火器检查记录表消防器材点检卡月检查卡套卡片标签定满包邮增票

灭火器检查记录表、消防器材点检卡、月检查卡套、卡片标签等消防器材管理工具,是保障消防设备安全运行的重要辅助工具。这些记录卡和标签用于定期检查灭火器、消防...
0.36

激光保护镜片30*5进口石英焊接机28*4窗口片37*7光纤切割机头配件

激光保护镜片305进口石英焊接机284窗口片377光纤切割机头配件是一种用于激光加工的精密设备,具有高精度、高稳定性和高可靠性的特点。该设备采用了进口石英材料制...
3.5

网站栏目