51单片机的精确延时程序分析

在晶振为11.0592的情况下，如下程序能实现ms级的比较精确的延时：

1 void Delayms(unsigned int n)

2 {

3 unsigned int i,j;

4 for(j=n;j>0;j--)

5 for(i=112;i>0;i--);

6 }

用keil可以看出这个延时的时间，我们先延时1ms，即Delayms（1）。

进入Delayms前，sec=0.00042209s

延时后，sec=0.00142253s

可以知道Delayms（1）实际延时0.00142253s—0.00042209s=0.00100044s≈1ms

同样如果想延时15ms的话，用Delayms（15），实际延时0.01480903s≈15ms，延时还是挺精确的。

参考：www.jiangx.net/post/214.html

以上例子给我们的启示是，在不确定延时程序延时多少的情况下，可以通过调试的方法检测出来。

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二、汇编程序（500ms）：

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

汇编指令速查表：http://www.cainiao8.com/embedded/51danpianji/danpianji03_zhiling.html

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三、延时程序分析

用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单片机的机器周期是晶振频率的1/12，也就是1us一个周期。mov r0, #09h需要2个机器周期，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。

用C语言实现延时程序，首先想到的就是C常用的循环语句。下面这段代码是我经常在网上看到的：

void delay2(unsigned char i)

{

for(; i != 0; i--);

}

到底这段代码能达到多高的精度呢？为了直接衡量这段代码的效果，我把 Keil C 根据这段代码产生的汇编代码找了出来：

; 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)

真是不看不知道~~~一看才知道这个延时程序是多么的不准点~~~光看主要的那四条语句，就需要6个机器周期。也就是说，它的精度顶多也就是6us而已，这还没算上一条 lcall 和一条 ret。如果我们把调用函数时赋的i值根延时长度列一个表的话，就是：

i delay time/us

0 6

1 12

2 18

...

如果你将程序中的(unsigned char i)改为(unsigned int i)的话汇编程序将变得更加不合你本意。