‘壹’ 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
Keil C51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12 MHz的AT89C51，打算延时20 μs，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1 μs；“MOV R0,#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1 μs。用这种方法，可以非常方便地实现512 μs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unsigned char类型具有比unsigned int更优化的代码，在使用时应该使用unsigned char作为延时变量。
2 单层循环延时精度分析
下面是进行μs级延时的while程序代码。
延时函数：
void delay1(unsigned char i) {
while(i );}
主函数：
void main() {
while(1) {
delay1(i);
}
}
使用Keil C51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457 μs，再次执行到该处的时间为531 μs，第3次执行到断点处的时间为605 μs，10次while循环的时间为74 μs，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不变，delay1函数修改为下面的方式：
void delay1(unsigned char i) {
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1 μs计算，其延时精度为2 μs；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437 μs，再次执行到该处的时间为465 μs，第3次执行到断点处的时间为493 μs，10次while循环的时间为28 μs，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24 μs，i取9时延时时间为26 μs。通过分析得出，10次循环为28 μs是由于外层循环造成的，其精度可以达到2 μs。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 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1 s延时的函数。
延时函数
void delay1s(void) {
for(k=100;k>0;k--) //定时1 s
for(i=20;i>0;i--)
for(j=248;j>0;j--);
}
主函数调用延时函数代码段：
while(1) {
delay1s();
scond+=1;
}
为了直接衡量这段代码的效果，利用Keil C找出这段代码产生的汇编代码：
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
分析汇编代码，其他汇编代码使用的不是DJNZ跳转方式，而是DEC和JNZ语句来实现循环判断。1条JNZ指令要花费2个时钟周期，3条指令就需要6个机器周期，MOV指令和DEC指令各需要1小时钟周期，1个时钟周期按1 μs算，其精度最多达到8 μs，最后加上一条LCALL和一条RET语句，所以整个延时精度较差[4]。
利用Keil C的测试工具，在一处设置一个断点。第1次执行到中断处的时间为0.000 513 s,第2次执行到中断处的时间为1.000 922 s,时间延迟为1.000 409 s，测试结果如图5所示。对于上面的3种循环嵌套,循环次数为100×20×248=496 000,每次循环的时间约为2 μs。
图5 三重嵌套循环1 s实现时间测试结果
为获取与汇编语言延时的差距，同样进行1 s的延时，程序代码段如下：
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
通过Keil C51测试，其实际延迟时间为0.997 943 s。虽然C语言实现延时方式的汇编代码复杂度增加，但是与汇编语言实现的方式性能差距并不大。
4 总结
汇编语言在实时性方面具有较大的优越性，虽然使用Keil C51可以在C语言程序中嵌入汇编代码，但是复杂度明显提高。实验证明，只要合理地运用C语言，在延时编程方面就可以达到与汇编语言相近的精度。为了获得精确的时间延迟，可通过Keil C工具的仿真功能，调整延迟量，从而得到较理想的结果。
‘贰’ 51单片机用c语言怎么写延时函数
延时时间的计算与单片机的晶振频率有关。若晶振频率为12Mhz，那么单片机每震动一次所需要的时间是1/12M s。那么再来看看单片机执行一次自减所需要的振动次数是96次，假如我们对时间要求不是特别精确的话，可以约等于100来计算。现在通过上面两个数据可以得出：单片机每执行一次自减所需要的时间是1/12M *100（s），即1/120000 s，逆向计算一下，每1ms需要自减多少次？120次对吧。所以一个简单的延时功能就诞生了，我们只需要自减120次，就可以延时1ms，如果我们要延时50ms呢，那就自减50*120=6000次。那么在程序上如何表达呢？我们可以用两套for循环
void delay（int i）{
int x，y;
for（x=i;x>0;x--）{
for（y=120;y>0;y--）
}
}
参数 i 代表该函数延时多少ms
‘叁’ 51单片机求10微秒的延时函数 C语言（晶振11.0592MHz）
1、下面几个是单片机的延时程序(包括asm和C程序，都是我在学单片机的过程中用到的),在单片机延时程序中应考虑所使用的晶振的频率，在51系列的单片机中我们常用的是11.0592MHz和12.0000MHz的晶振，而在AVR单片机上常用的有8.000MHz和4.000MH的晶振所以在网上查找程序时如果涉及到精确延时则应该注意晶振的频率是多大。
2、软件延时：（asm）
晶振12MHZ,延时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
定时器延时：
晶振12MHZ,延时1s，定时器0工作方式为方式1
DELAY1:MOV
R7,#0AH
;;晶振12MHZ，延时0.5秒
AJMP
DELAY
DELAY2:MOV
R7,#14H
;;晶振12MHZ，延时1秒
DELAY:CLR
EX0
MOV
TMOD,#01H
;设置定时器的工作方式为方式1
MOV
TL0,#0B0H
;给定时器设置计数初始值
MOV
TH0,#3CH
SETB
TR0
;开启定时器
HERE:JBC
TF0,NEXT1
SJMP
HERE
NEXT1:MOV
TL0,#0B0H
MOV
TH0,#3CH
DJNZ
R7,HERE
CLR
TR0
;定时器要软件清零
SETB
EX0
RET
3、C语言延时程序：
10ms延时子程序（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延时子程序（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延时子程序（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延时子程序程序:
（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--);
}