用C语言实现精确的延时

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1、怎么用C语言做单片机的精确延时在单片机应用中，经常会遇到需要短时间延时的情况，一般都是几十到几百μs，并且需要很高的精度(比如用单片机驱动DS18B20时，误差容许的范围在十几μs以内，不然很容易出错)；而某些情况下延时时间较长，用计时器往往有点小题大做。另外在特殊情况下，计时器甚至已经全部用于其他方面的定时处理，此时就只能使用软件定时了[1]。1  C语言程序延时  KeilC51的编程语言常用的有2种：一种是汇编语言；另一种是C语言。用汇编语言写单片机程序时，精确时间延时是相对容易解决的。比如，用的是晶振频率为1

2、2MHz的AT89C51，打算延时20μs，51单片机的指令周期是晶振频率的1/12，即一个机器周期为1μs；“MOVR0,#X”需要2个机器周期，DJNZ也需要2个机器周期，单循环延时时间t=2X+3(X为装入寄存器R0的时间常数)[2]。这样，存入R0里的数初始化为8即可，其精度可以达到1μs。用这种方法，可以非常方便地实现512μs以下时间的延时。如果需要更长时间，可以使用两层或更多层的嵌套，当然其精度误差会随着嵌套层的增加而成倍增加。  虽然汇编语言的机器代码生成效率很高，但可读性却并不强，复杂一点的程序就更

3、难读懂；而C语言在大多数情况下，其机器代码生成效率和汇编语言相当，但可读性和可移植性却远远超过汇编语言，且C语言还可以嵌入汇编程序来解决高时效性的代码编写问题。就开发周期而言，中大型软件的编写使用C语言的开发周期通常要比汇编语言短很多，因此研究C语言程序的精确延时性能具有重要的意义。  C程序中可使用不同类型的变量来进行延时设计。经实验测试，使用unsignedchar类型具有比unsignedint更优化的代码，在使用时应该使用unsignedchar作为延时变量。2  单层循环延时精度分析  下面是进行μs级延时

4、的while程序代码。  延时函数：  voiddelay1(unsignedchari){  while(i);}  主函数：  voidmain(){  while(1){    delay1(i);  }  }  使用KeilC51的反汇编功能，延时函数的汇编代码如下：  C:0x00E6AE07MOVR6,0x07  C:0x00E81FDECR7  C:0x00E9EEMOVA,R6  C:0x00EA70FAJNZC:00E6  C:0x00EC22RET图1  断点设置位置图  通过对i赋值为10，在主

5、程序中图1所示的位置设置断点。经过测试，第1次执行到断点处的时间为457μs，再次执行到该处的时间为531μs，第3次执行到断点处的时间为605μs，10次while循环的时间为74μs，整个测试结果如图2所示。图2  使用i--方式测试仿真结果图  通过对汇编代码分析，时间延迟t=7X+4(其中X为i的取值)。测试表明，for循环方式虽然生成的代码与用while语句不大一样，但是这两种方法的效率几乎相同。C语言中的自减方式有两种，前面都使用的是i--的方式，能不能使用--i方式来获得不同的效果呢？将前面的主函数保持

6、不变，delay1函数修改为下面的方式：  voiddelay1(unsignedchari){  while(--i);}  同样进行反汇编，得到如下结果：  C:0x00E3DFFEDJNZR7,  C:00E3C:0x00E522RET  比较发现，--i的汇编代码效率明显高于i--方式。由于只有1条语句DJNZ，执行只需要2个时钟周期，1个时钟周期按1μs计算，其延时精度为2μs；另外，RET需要2个时钟周期，能够达到汇编语言代码的效率。按前面的测试条件进行测试，第1次执行到断点处的时间为437μs，再次执行

7、到该处的时间为465μs，第3次执行到断点处的时间为493μs，10次while循环的时间为28μs，整个测试结果如图3所示。图3  使用--i方式测试仿真结果图  调整i的取值，i取8时延时时间为24μs，i取9时延时时间为26μs。通过分析得出，10次循环为28μs是由于外层循环造成的，其精度可以达到2μs。在设计时应该考虑参数传递和RET语句执行所需要的时间周期。实验分析发现，for语句使用--i方式，同样能够达到与汇编代码相同的精度。i取不同值时延时仿真结果如图4所示。图4  i取不同值时延时仿真结果图3  

8、多重嵌套下的C程序延时  在某些情况下，延时较长，仅使用单层循环方式是不能完成的。此时，只能使用多层循环方式，那么多重循环条件下，C程序的精度如何呢？下面是一个使用for语句实现1s延时的函数。  延时函数  voiddelay1s(void){  for(k=100;k>0;k--)//定时1s  for(i=20;i>0;i--)  for