for循环实现C语言精确延时

(晶振12MHz,一个机器周期1us.)

一. 500ms延时子程序

程序:

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--);

}

产生的汇编:

C:0x0800     7F0F      MOV       R7,#0x0F

C:0x0802     7ECA      MOV       R6,#0xCA

C:0x0804     7D51      MOV       R5,#0x51

C:0x0806     DDFE      DJNZ      R5,C:0806

C:0x0808     DEFA      DJNZ      R6,C:0804

C:0x080A     DFF6      DJNZ      R7,C:0802

C:0x080C     22        RET      

计算分析:

程序共有三层循环

一层循环n:R5*2 = 81*2 = 162us                   DJNZ   2us

二层循环m:R6*(n+3) = 202*165 = 33330us          DJNZ   2us + R5赋值 1us = 3us

三层循环: R7*(m+3) = 15*33333 = 499995us        DJNZ   2us + R6赋值 1us = 3us

循环外:    5us             子程序调用 2us + 子程序返回 2us + R7赋值 1us = 5us

延时总时间 = 三层循环 + 循环外 = 499995+5 = 500000us =500ms

计算公式:延时时间=[(2*R5+3)*R6+3]*R7+5

二. 200ms延时子程序

程序:

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--);

}

产生的汇编

C:0x0800     7F05      MOV       R7,#0x05

C:0x0802     7E84      MOV       R6,#0x84

C:0x0804     7D96      MOV       R5,#0x96

C:0x0806     DDFE      DJNZ      R5,C:0806

C:0x0808     DEFA      DJNZ      R6,C:0804

C:0x080A     DFF6      DJNZ      R7,C:0802

C:0x080C     22        RET

三. 10ms延时子程序

程序:

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--);

}

产生的汇编

C:0x0800     7F05      MOV       R7,#0x05

C:0x0802     7E04      MOV       R6,#0x04

C:0x0804     7DF8      MOV       R5,#0xF8

C:0x0806     DDFE      DJNZ      R5,C:0806

C:0x0808     DEFA      DJNZ      R6,C:0804

C:0x080A     DFF6      DJNZ      R7,C:0802

C:0x080C     22        RET      

四. 1s延时子程序

程序:

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--);

}

产生的汇编

C:0x0800     7F05      MOV       R7,#0x05

C:0x0802     7E04      MOV       R6,#0x04

C:0x0804     7D74      MOV       R5,#0x74

C:0x0806     7CD6      MOV       R4,#0xD6

C:0x0808     DCFE      DJNZ      R4,C:0808

C:0x080A     DDFA      DJNZ      R5,C:0806

C:0x080C     DEF6      DJNZ      R6,C:0804

C:0x080E     DFF2      DJNZ      R7,C:0802

C:0x0810     22        RET

在精确延时的计算当中,最容易让人忽略的是计算循环外的那部分延时,在对时间要求不高的场合,这部分对程序不会造成影响.

时钟周期

时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数（可以这样来理解，时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时间周期就是1/12 us），是计算机中最基本的、最小的时间单位。

在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250us。由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。我们学习的8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。

在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。

机器周期

在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。8051系列单片机的一个机器周期同6个S周期（状态周期）组成。前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

指令周期

指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。指令不同，所需的机器周期数也不同。对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。
通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。

当80C51单片机晶振频率为12MHz时，时钟周期.机器周期各是多少？

答：1.时钟周期为晶振频率的倒数：1/12微秒；
2.机器周期为12个时钟周期：1微秒；