『壹』 怎麼用C語言做單片機的精確延時
在單片機應用中，經常會遇到需要短時間延時的情況，一般都是幾十到幾百μs，並且需要很高的精度(比如用單片機驅動DS18B20時，誤差容許的范圍在十幾μs以內，不然很容易出錯)；而某些情況下延時時間較長，用計時器往往有點小題大做。另外在特殊情況下，計時器甚至已經全部用於其他方面的定時處理，此時就只能使用軟體定時了[1]。
1 C語言程序延時
Keil C51的編程語言常用的有2種： 一種是匯編語言；另一種是C 語言。用匯編語言寫單片機程序時，精確時間延時是相對容易解決的。比如，用的是晶振頻率為12 MHz的AT89C51，打算延時20 μs，51單片機的指令周期是晶振頻率的1/12，即一個機器周期為1 μs；「MOV R0,#X」需要2個機器周期，DJNZ也需要2個機器周期，單循環延時時間t=2X+3(X為裝入寄存器R0的時間常數)[2]。這樣，存入R0里的數初始化為8即可，其精度可以達到1 μs。用這種方法，可以非常方便地實現512 μs以下時間的延時。如果需要更長時間，可以使用兩層或更多層的嵌套，當然其精度誤差會隨著嵌套層的增加而成倍增加。
雖然匯編語言的機器代碼生成效率很高，但可讀性卻並不強，復雜一點的程序就更難讀懂；而C語言在大多數情況下，其機器代碼生成效率和匯編語言相當，但可讀性和可移植性卻遠遠超過匯編語言，且C 語言還可以嵌入匯編程序來解決高時效性的代碼編寫問題。就開發周期而言，中大型軟體的編寫使用C 語言的開發周期通常要比匯編語言短很多，因此研究C語言程序的精確延時性能具有重要的意義。
C程序中可使用不同類型的變數來進行延時設計。經實驗測試，使用unsigned char類型具有比unsigned int更優化的代碼，在使用時應該使用unsigned char作為延時變數。
2 單層循環延時精度分析
下面是進行μs級延時的while程序代碼。
延時函數：
void delay1(unsigned char i) {
while(i );}
主函數：
void main() {
while(1) {
delay1(i);
}
}
使用Keil C51的反匯編功能，延時函數的匯編代碼如下：
C:0x00E6AE07MOVR6,0x07
C:0x00E81FDECR7
C:0x00E9EEMOVA,R6
C:0x00EA70FAJNZC:00E6
C:0x00EC22RET
圖1 斷點設置位置圖
通過對i賦值為10，在主程序中圖1所示的位置設置斷點。經過測試，第1次執行到斷點處的時間為457 μs，再次執行到該處的時間為531 μs，第3次執行到斷點處的時間為605 μs，10次while循環的時間為74 μs，整個測試結果如圖2所示。
圖2 使用i--方式測試模擬結果圖
通過對匯編代碼分析，時間延遲t=7X+4(其中X為i的取值)。測試表明，for循環方式雖然生成的代碼與用while語句不大一樣，但是這兩種方法的效率幾乎相同。C語言中的自減方式有兩種，前面都使用的是i--的方式，能不能使用--i方式來獲得不同的效果呢？將前面的主函數保持不變，delay1函數修改為下面的方式：
void delay1(unsigned char i) {
while(--i);}
同樣進行反匯編，得到如下結果：
C:0x00E3DFFEDJNZR7,
C:00E3C:0x00E522RET
比較發現，--i的匯編代碼效率明顯高於i--方式。由於只有1條語句DJNZ，執行只需要2個時鍾周期， 1個時鍾周期按1 μs計算，其延時精度為2 μs；另外，RET需要2個時鍾周期，能夠達到匯編語言代碼的效率。按前面的測試條件進行測試，第1次執行到斷點處的時間為437 μs，再次執行到該處的時間為465 μs，第3次執行到斷點處的時間為493 μs，10次while循環的時間為28 μs，整個測試結果如圖3所示。
圖3 使用--i方式測試模擬結果圖
調整i的取值，i取8時延時時間為24 μs，i取9時延時時間為26 μs。通過分析得出，10次循環為28 μs是由於外層循環造成的，其精度可以達到2 μs。在設計時應該考慮參數傳遞和RET語句執行所需要的時間周期。實驗分析發現，for語句使用--i方式，同樣能夠達到與匯編代碼相同的精度。i取不同值時延時模擬結果如圖4所示。
圖4 i取不同值時延時模擬結果圖
3 多重嵌套下的C程序延時
在某些情況下，延時較長，僅使用單層循環方式是不能完成的。此時，只能使用多層循環方式，那麼多重循環條件下，C程序的精度如何呢？下面是一個使用for語句實現1 s延時的函數。
延時函數
void delay1s(void) {
for(k=100;k>0;k--) //定時1 s
for(i=20;i>0;i--)
for(j=248;j>0;j--);
}
主函數調用延時函數代碼段：
while(1) {
delay1s();
scond+=1;
}
為了直接衡量這段代碼的效果，利用Keil C找出這段代碼產生的匯編代碼：
C:0x00B37002JNZ
C:00B7C:0x00B5150CDEC0x0C
C:0x00B7E50DMOVA,0x0D
C:0x00B9450CORLA,0x0C
C:0x00BB70DEJNZC:009B
C:0x00BDE50BMOVA,0x0B
C:0x00BF150BDEC0x0B
C:0x00C17002JNZC:00C5
C:0x00C3150ADEC0x0A
C:0x00C5E50BMOVA,0x0B
C:0x00C7450AORLA,0x0A
C:0x00C970CAJNZC:0095
C:0x00CB22RET
分析匯編代碼，其他匯編代碼使用的不是DJNZ跳轉方式，而是DEC和JNZ語句來實現循環判斷。1條JNZ指令要花費2個時鍾周期，3條指令就需要6個機器周期，MOV指令和DEC指令各需要1小時鍾周期，1個時鍾周期按1 μs算，其精度最多達到8 μs，最後加上一條LCALL和一條RET語句，所以整個延時精度較差[4]。
利用Keil C的測試工具，在一處設置一個斷點。第1次執行到中斷處的時間為0.000 513 s,第2次執行到中斷處的時間為1.000 922 s,時間延遲為1.000 409 s，測試結果如圖5所示。對於上面的3種循環嵌套,循環次數為100×20×248=496 000,每次循環的時間約為2 μs。
圖5 三重嵌套循環1 s實現時間測試結果
為獲取與匯編語言延時的差距，同樣進行1 s的延時，程序代碼段如下：
LCALL DELY1S
INC Second
DELY1S:MOV R5,#100
D2:MOV R6,#20
D1:MOV R7,#248
DJNZ R7,＄
DJNZ R6,D1
DJNZ R5,D2
RET
通過Keil C51測試，其實際延遲時間為0.997 943 s。雖然C語言實現延時方式的匯編代碼復雜度增加，但是與匯編語言實現的方式性能差距並不大。
4 總結
匯編語言在實時性方面具有較大的優越性，雖然使用Keil C51可以在C語言程序中嵌入匯編代碼，但是復雜度明顯提高。實驗證明，只要合理地運用C語言，在延時編程方面就可以達到與匯編語言相近的精度。為了獲得精確的時間延遲，可通過Keil C工具的模擬功能，調整延遲量，從而得到較理想的結果。
『貳』 51單片機用c語言怎麼寫延時函數
延時時間的計算與單片機的晶振頻率有關。若晶振頻率為12Mhz，那麼單片機每震動一次所需要的時間是1/12M s。那麼再來看看單片機執行一次自減所需要的振動次數是96次，假如我們對時間要求不是特別精確的話，可以約等於100來計算。現在通過上面兩個數據可以得出：單片機每執行一次自減所需要的時間是1/12M *100（s），即1/120000 s，逆向計算一下，每1ms需要自減多少次？120次對吧。所以一個簡單的延時功能就誕生了，我們只需要自減120次，就可以延時1ms，如果我們要延時50ms呢，那就自減50*120=6000次。那麼在程序上如何表達呢？我們可以用兩套for循環
void delay（int i）{
int x，y;
for（x=i;x>0;x--）{
for（y=120;y>0;y--）
}
}
參數 i 代表該函數延時多少ms
『叄』 51單片機求10微秒的延時函數 C語言（晶振11.0592MHz）
1、下面幾個是單片機的延時程序(包括asm和C程序，都是我在學單片機的過程中用到的),在單片機延時程序中應考慮所使用的晶振的頻率，在51系列的單片機中我們常用的是11.0592MHz和12.0000MHz的晶振，而在AVR單片機上常用的有8.000MHz和4.000MH的晶振所以在網上查找程序時如果涉及到精確延時則應該注意晶振的頻率是多大。
2、軟體延時：（asm）
晶振12MHZ,延時1秒
程序如下：
DELAY:MOV
72H,#100
LOOP3:MOV
71H,#100
LOOP1:MOV
70H,#47
LOOP0:DJNZ
70H,LOOP0
NOP
DJNZ
71H,LOOP1
MOV
70H,#46
LOOP2:DJNZ
70H,LOOP2
NOP
DJNZ
72H,LOOP3
MOV
70H,#48
LOOP4:DJNZ
70H,LOOP4
定時器延時：
晶振12MHZ,延時1s，定時器0工作方式為方式1
DELAY1:MOV
R7,#0AH
;;晶振12MHZ，延時0.5秒
AJMP
DELAY
DELAY2:MOV
R7,#14H
;;晶振12MHZ，延時1秒
DELAY:CLR
EX0
MOV
TMOD,#01H
;設置定時器的工作方式為方式1
MOV
TL0,#0B0H
;給定時器設置計數初始值
MOV
TH0,#3CH
SETB
TR0
;開啟定時器
HERE:JBC
TF0,NEXT1
SJMP
HERE
NEXT1:MOV
TL0,#0B0H
MOV
TH0,#3CH
DJNZ
R7,HERE
CLR
TR0
;定時器要軟體清零
SETB
EX0
RET
3、C語言延時程序：
10ms延時子程序（12MHZ）
void
delay10ms(void)
{
unsigned
char
i,j,k;
for(i=5;i>0;i--)
for(j=4;j>0;j--)
for(k=248;k>0;k--);
}
1s延時子程序（12MHZ）
void
delay1s(void)
{
unsigned
char
h,i,j,k;
for(h=5;h>0;h--)
for(i=4;i>0;i--)
for(j=116;j>0;j--)
for(k=214;k>0;k--);
}
200ms延時子程序（12MHZ）
void
delay200ms(void)
{
unsigned
char
i,j,k;
for(i=5;i>0;i--)
for(j=132;j>0;j--)
for(k=150;k>0;k--);
}
500ms延時子程序程序:
（12MHZ）
void
delay500ms(void)
{
unsigned
char
i,j,k;
for(i=15;i>0;i--)
for(j=202;j>0;j--)
for(k=81;k>0;k--);
}