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匯編延時(shí)程序算法詳解

作者: 時(shí)間:2015-09-17 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  簡(jiǎn)介:論文針對(duì)初學(xué)者的困惑,對(duì)程序的延時(shí)算法進(jìn)行了分步講解,并就幾種不同寫法分別總結(jié)出相應(yīng)的計(jì)算公式,只要仔細(xì)閱讀例1中的詳解,并用例2、例3來(lái)加深理解,一定會(huì)掌握各種類型程序的算法并加以運(yùn)用。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/280264.htm

  計(jì)算機(jī)反復(fù)執(zhí)行一段程序以達(dá)到延時(shí)的目的稱為軟件延時(shí),單片機(jī)應(yīng)用程序中經(jīng)常需要短時(shí)間延時(shí)。

  有時(shí)要求很高的精度,網(wǎng)上或書中雖然有現(xiàn)成的公式可以套用,但在部分算法講解中發(fā)現(xiàn)有錯(cuò)誤之處,而且延時(shí)的具體算法講得并不清楚,相當(dāng)一部分人對(duì)此仍很模糊,授人魚,不如授之以漁,本文將以12MHZ晶振為例,詳細(xì)講解MCS-51單片機(jī)中程序延時(shí)的精確算法。

  指令周期、機(jī)器周期與時(shí)鐘周期

  指令周期:CPU執(zhí)行一條指令所需要的時(shí)間稱為指令周期,它是以機(jī)器周期為單位的,指令不同,所需的機(jī)器周期也不同。

  時(shí)鐘周期:也稱為振蕩周期,一個(gè)時(shí)鐘周期 =晶振的倒數(shù)。

  MCS-51單片機(jī)的一個(gè)機(jī)器周期=6個(gè)狀態(tài)周期=12個(gè)時(shí)鐘周期。

  MCS-51單片機(jī)的指令有單字節(jié)、雙字節(jié)和三字節(jié)的,它們的指令周期不盡相同,一個(gè)單周期指令包含一個(gè)機(jī)器周期,即12個(gè)時(shí)鐘周期,所以一條單周期指令被執(zhí)行所占時(shí)間為12*(1/12000000)=1µs。

  程序分析

  例1 50ms 延時(shí)子程序:

  DEL:MOV R7,#200 ①

  DEL1:MOV R6,#125 ②

  DEL2:DJNZ R6,DEL2 ③

  DJNZ R7,DEL1 ④

  RET ⑤

  精確延時(shí)時(shí)間為:1+(1*200)+(2*125*200)+(2*200)+2

  =(2*125+3)*200+3 ⑥

  =50603µs

  ≈50ms

  由⑥整理出公式(只限上述寫法)延時(shí)時(shí)間=(2*內(nèi)循環(huán)+3)*外循環(huán)+3 ⑦

  詳解:DEL這個(gè)子程序共有五條指令,現(xiàn)在分別就 每一條指令 被執(zhí)行的次數(shù)和所耗時(shí)間進(jìn)行分析。

  第一句:MOV R7,#200 在整個(gè)子程序中只被執(zhí)行一次,且為單周期指令,所以耗時(shí)1µs

  第二句:MOV R6,#125 從②看到④只要R7-1不為0,就會(huì)返回到這句,共執(zhí)行了R7次,共耗時(shí)200µs

  第三句:DJNZ R6,DEL2 只要R6-1不為0,就反復(fù)執(zhí)行此句(內(nèi)循環(huán)R6次),又受外循環(huán)R7控制,所以共執(zhí)行R6*R7次,因是雙周期指令,所以耗時(shí)2*R6*R7µs。

  例2 1秒延時(shí)子程序:

  DEL:MOV R7,#10 ①

  DEL1:MOV R6,#200 ②

  DEL2:MOV R5,#248 ③

  DJNZ R5,$ ④

  DJNZ R6,DEL2 ⑤

  DJNZ R7,DEL1 ⑥

  RET ⑦

  對(duì)每條指令進(jìn)行計(jì)算得出精確延時(shí)時(shí)間為:

  1+(1*10)+(1*200*10)+(2*248*200*10)+(2*200*10)+(2*10)+2

  =[(2*248+3)*200+3]*10+3 ⑧

  =998033µs≈1s

  由⑧整理得:延時(shí)時(shí)間=[(2*第一層循環(huán)+3)*第二層循環(huán)+3]*第三層循環(huán)+3 ⑨

  此式適用三層循環(huán)以內(nèi)的程序,也驗(yàn)證了例1中式⑦(第三層循環(huán)相當(dāng)于1)的成立。

  注意,要實(shí)現(xiàn)較長(zhǎng)時(shí)間的延時(shí),一般采用多重循環(huán),有時(shí)會(huì)在程式序里加入NOP指令,這時(shí)公式⑨不再適用,下面舉例分析。

  例3仍以1秒延時(shí)為例

  DEL:MOV R7,#10 1指令周期1

  DEL1:MOV R6,#0FFH 1指令周期10

  DEL2:MOV R5,#80H 1指令周期255*10=2550

  KONG:NOP 1指令周期128*255*10=326400

  DJNZ R5,$ 2指令周期2*128*255*10=652800

  DJNZ R6,DEL2 2指令周期2*255*10=5110

  DJNZ R7,DEL1 2指令周期2*10=20

  RET 2

  延時(shí)時(shí)間=1+10+2550+326400+652800+5110+20+2 =986893µs約為1s

  整理得:延時(shí)時(shí)間=[(3*第一層循環(huán)+3)*第二層循環(huán)+3]*第三層循環(huán)+3 ⑩



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