单片机实现延时方法总结

1、单片机实现延时方法总结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，这种方法可以提髙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 Us和2 US,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 us。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

2、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.

3、 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 DelaylOus()、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 US的延时函数可编写如下：void Delay10us( ) _NOP_();_NOP_();_NOP_();_NOP_();_NOP_();_NOP_();DelaylOus()函数中共用了 6个_NOP_()语句，每个语句执行时 间为1 PS。主函数调用Delay 10us()时，先执行一个LCALL指令(2 us),然后执行6个_NOP_(

4、)语句(6 us),最后执行了一个RET指 令(2 us),所以执行上述函数时共需要10 USo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Delay 10us()函数，得到的延时时间将是42 us, 而不是40 u So这是因为执行Delay40us()时，先执行了一次LCALL 指令(2 »s),然后开始执行第一个Delay 10us(),执行完最后一个 Delay 10us()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Delay40u

5、s(),则也要先执行一 次LCALL指令(2 p s),然后执行两次Delay40us()函数(84 us), 所以，实际延时时间为86 use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DelaySO u s()中 直接调用8次Delay 10us(),此时的延时时间为82 » s。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

6、#pragma endasm 之前结束。如:#pragma asm 汇编语言程序段 Spragma endasm延时函数可设置入口参数，可将参数定义为unsigned char int 或1。昭型。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、Spragma endasm 不允许嵌套使用；在程序的开头应加上预处理指令ttpragma 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

7、把 它作为普通变量； #pragma asm、Spragma 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为髙电平，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 = Pl ；void Dlylms(void) unsigned int i,j；whil

8、e (1) T_point = 1；for(i=0；i&lt；2；i+)for（j=0；j&lt；124；j+）;T_point = 0；for（i=0；i&lt；l；i+）for（j=0；j&lt；124；j+）;void main （void） 叽ylms （）；把Pl. 0接入示波器，运行上面的程序，可以看到Pl. 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Ims,即 for 循环结构 ufor （j=0； j&lt； 124； j+） ；” 的执行时间为 1 mso 通过改变循环次数，可得到不同时间的延时。当然，也可以

9、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；iC：0x000FE4CLRA/lTC：0x0010FEM0VR6,A/lTC：0x0011EEMOVA,R6/ITC：0x0012C3CLRC/lTC：0x00139FSUBBA,DlyT /ITC：0x00145003JNCC：0019/2TC：0x00160E INCR6/1TC：0x001780F8SJMPC：0011/2T

10、可以看出，OxOOOF0x0017 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0x0010x0017共6 条语句，总共8个机器周期，第1次循环先执行“CLRA”和“M0VR6, 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+DlyTX8+5)个机器周期，当系统采用12 MHz时，精度为7 us。当采用vh"e (DlyT)循环体时，DlyT的值存放在R7中。相对 应的汇编代码如下：C：0x000FAE07MOVR6, R7/1TC：0x00111F DECR7/1TC：0

11、x0012EE M0VA.R6/1TC：0x001370FAJNZC：000F/2T循环语句执行的时间为(DlyT+1) X5个机器周期，即这种循环结 构的延时精度为5 USo通过实验发现，如将while (DlyT)改为while (DlyT),经过反汇编后得到如下代码:C：0x0014DFFE DJNZR7,C：0014/2T可以看出，这时代码只有1句，共占用2个机器周期，精度达到 2 us,循环体耗时DlyTX2个机器周期；但这时应该注意，DlyT初 始值不能为Oo注意：计算时间时还应加上函数调用和函数返回各2个机器周期 时间。/W声明：作者初学单片机编程，本着刨根问底的探索精神，对延时

12、 代码进行了完全透彻的分析，计算出其中的误差，根据不同代码占用 机器周期进行调整。至于调整0. 01ms左右的时间误差对实际应用有 何实际意义则不敢妄谈。不过您看完这篇文章的绿色部分，即可明确 延时程序的设计方法。举例程序段落：系统频率：6MHzDelay： MOV R5,#25 ；5nis延时MOV指令占用1机器周期时间Delayl： MOV R6,#200 ；200ms 延时Delay2： MOV R7,#166 ； Ims 延时常数Delay3： NOP ;空指令，什么都不做，停留1机器周期时间DJNZ R7,Delay3 ；R7减1赋值给R7,如果此时R7不等于零，转 到Delay3执

13、行。一一2机器周期时间DJNZ R6,Delay2DJNZ R5,Delayl解析如下：1、首先计算机器周期T=12*l/f=2uso2、注意DJNZ R7,Delay3每执行1次需要占用NOP的时间和DJNZ 本身的时间共3个机器周期。6uso那么Inis的时间需要 lms*1000/6 us=166. 67,取 166。3、注意DJNZ R6,Delay2是在166次循环后执行1次的（时间为 MOV机器周期+本身机器周期,3*2=6 u s）,直到166*200次后,R6=0, 才执行 DJNZ R5,Delaylo4、DJNZ R5,Delayl是在R5不为0的时候循环回去。时间也为6

14、p So5时 间 总 计 ：166*200*25*6 u s+200*25*6 u s+25*6 u s=5010150 M s , 合 计 5.01015ms（编程的人都遇到过类似的潜逃循环，此程序忽略了执行 MOV的时间，只计算了循环所用时间，即 166*200*25*6/1000000=4. 98ms,近似 5ms）。程序改进：去掉NOP命令，整数化1ms需要的延时常数。Delay： MOV R5, #25 ； 5ms延时MOV指令占用1机器周期时间Delay 1： MOV R6,#200 ；200ms 延时Delay2： MOV R7,#250 ； Ims 延时常数Delay3： ；N

15、OP ；空指令，什么都不做，停留1机器周期时间DJNZ R7,Delay3 ；R7减1赋值给R7,如果此时R7不等于零，转到Delay3执行。2机器周期时间DJNZ R6,Delay2DJNZ R5,Delay1此 时 时 间 总 计 ： 250*200*25*4 y s+200*25*6 P s+25*6 P s二5030150 u so 时间占用误差 反而比未改进的时候大，可修正，将R7-30150/(25*200*4)=248(因 为R7=250循环1次占用2个机器周期，4»s,计算等于R7-1. 5075, 将时间减小到小于5ms,剩余时间另补，取248) o则：时间总计:2

16、48*200*25*4 us+200*25*6 us+25*6 us=4990150us ,需 要补： 5000000-4990150=9850 us, 9850/2二4925 机器周期。补一个 MOV R4,#200,4个NOP,还需4920机器周期，将其约分，得到24*205二4920。 如何建立函数根据实际代码调整，如下：Delay： MOV R5,#25 ；5nis延时MOV指令占用1机器周期时间Delayl： MOV R6,#200 ；200ms 延时Delay2： MOV R7,#250 ； 1ms 延时常数Delay3： ；NOP ；空指令，什么都不做，停留1机器周期时间DJNZ R7,Delay3 ；R7减1赋值给R7,如果此时R7不等于零，转 到Delay3执行。一一2机器周期时间DJNZ R5,DelaylNOPNOPNOPNOPMOV