应用单片机的时候,经常会遇到需要短时间延时的情况。需要的延时时间很短,一般都是几十到几百微妙(us)。有时候还需要很高的精度,比如用单片机驱动 DS18B20的时候,误差容许的范围在十几us以内,不然很容易出错。这种情况下,用计时器往往有点小题大做。而在极端的情况下,计时器甚至已经全部派上了别的用途。这时就需要我们另想别的办法了。
汇编语言写单片机程序的时候,这个问题还是相对容易解决的。比如用的是12MHz晶振的51,打算延时20us,只要用下面的代码,就可以满足一般的需要:
mov r0, #09h
loop: djnz r0, loop
51 单片机的指令周期是晶振频率的1/12,也就是1us一个周期。mov r0, #09h需要2个极其周期,djnz也需要2个极其周期。那么存在r0里的数就是(20-2)/2。用这种方法,可以非常方便的实现256us以下时间的延时。如果需要更长时间,可以使用两层嵌套。而且精度可以达到2us,一般来说,这已经足够了。
现在,应用更广泛的毫无疑问是Keil的 C编译器。相对汇编来说,C固然有很多优点,比如程序易维护,便于理解,适合大的项目。但缺点(我觉得这是C的唯一一个缺点了)就是实时性没有保证,无法预测代码执行的指令周期。因而在实时性要求高的场合,还需要汇编和C的联合应用。但是是不是这样一个延时程序,也需要用汇编来实现呢?为了找到这个答案,我做了一个实验。
void delay2(unsigned char i) { for(; i != 0; i--); } ; FUNCTION _delay2 (BEGIN) ; SOURCE LINE # 18 ;---- Variable i assigned to Register R7 ---- ; SOURCE LINE # 19 ; SOURCE LINE # 20 0000 ?C0007: 0000 EF MOV A,R7 0001 6003 JZ ?C0010 0003 1F DEC R7 0004 80FA SJMP ?C0007 ; SOURCE LINE # 21 0006 ?C0010: 0006 22 RET ; FUNCTION _delay2 (END) : i delay time/us 0 6 1 12 2 18 ... void delay2(unsigned char i) { unsigned char a; for(a = i; a != 0; a--); } ; FUNCTION _delay2 (BEGIN) ; SOURCE LINE # 18 ;---- Variable i assigned to Register R7 ---- ; SOURCE LINE # 19 ; SOURCE LINE # 21 ;---- Variable a assigned to Register R7 ---- 0000 ?C0007: 0000 EF MOV A,R7 0001 6003 JZ ?C0010 0003 1F DEC R7 0004 80FA SJMP ?C0007 ; SOURCE LINE # 22 0006 ?C0010: 0006 22 RET ; FUNCTION _delay2 (END) void delay2(unsigned long i) { for(; i != 0; i--); } ; FUNCTION _delay2 (BEGIN) ; SOURCE LINE # 18 0000 8F00 R MOV i+03H,R7 0002 8E00 R MOV i+02H,R6 0004 8D00 R MOV i+01H,R5 0006 8C00 R MOV i,R4 ; SOURCE LINE # 19 ; SOURCE LINE # 20 0008 ?C0007: 0008 E4 CLR A 0009 FF MOV R7,A 000A FE MOV R6,A 000B FD MOV R5,A 000C FC MOV R4,A 000D AB00 R MOV R3,i+03H 000F AA00 R MOV R2,i+02H 0011 A900 R MOV R1,i+01H 0013 A800 R MOV R0,i 0015 C3 CLR C 0016 120000 E LCALL ?C?ULCMP 0019 601A JZ ?C0010 001B E500 R MOV A,i+03H 001D 24FF ADD A,#0FFH 001F F500 R MOV i+03H,A 0021 E500 R MOV A,i+02H 0023 34FF ADDC A,#0FFH 0025 F500 R MOV i+02H,A 0027 E500 R MOV A,i+01H 0029 34FF ADDC A,#0FFH 002B F500 R MOV i+01H,A 002D E500 R MOV A,i 002F 34FF ADDC A,#0FFH 0031 F500 R MOV i,A 0033 80D3 SJMP ?C0007 ; SOURCE LINE # 21 0035 ?C0010: 0035 22 RET ; FUNCTION _delay2 (END) void delay1(unsigned char i) { while(i--); } ; FUNCTION _delay1 (BEGIN) ; SOURCE LINE # 13 ;---- Variable i assigned to Register R7 ---- ; SOURCE LINE # 14 0000 ?C0004: ; SOURCE LINE # 15 0000 AE07 MOV R6,AR7 0002 1F DEC R7 0003 EE MOV A,R6 0004 70FA JNZ ?C0004 ; SOURCE LINE # 16 0006 ?C0006: 0006 22 RET ; FUNCTION _delay1 (END) void delay1(unsigned char i) { while(--i); } 心不在焉的编译,看源码: ; FUNCTION _delay1 (BEGIN) ; SOURCE LINE # 13 ;---- Variable i assigned to Register R7 ---- ; SOURCE LINE # 14 0000 ?C0004: ; SOURCE LINE # 15 0000 DFFE DJNZ R7,?C0004 ; SOURCE LINE # 16 0002 ?C0006: 0002 22 RET ; FUNCTION _delay1 (END) i delay time/us 1 5 2 7 3 9