怎么用C51编写单片机延时函数

自己测试和计算了一些已有的延时函数。

这里假定单片机是时钟频率为12MHz，则一个机器周期为：1us.
参考了51单片机 Keil C 延时程序的简单研究后，我们可知道， 在Keil C中获得最为准确的延时函数将是

void delay(unsigned char t)

{

    while(--t);

}
反汇编代码如下：

执行DJNZ指令需要2个机器周期，RET指令同样需要2个机器周期，根据输入t，在不计算调用delay()所需时间的情况下，具体时间延时如下：

t	Delay time (us)
1	2×1+2 ＝4
2	2×2＋2＝6
N	2×N＋2＝2(N＋1)

当在main函数中调用delay(1)时， 进行反汇编如下：

调用delay()时，多执行了两条指令，其中MOV R, #data需要1个机器周期，LJMP需要2个机器周期，即调用delay()需要3us.

Keil C仿真截图与计算过程:

加上调用时间，准确的计算时间延时与Keil C仿真对比如下：(可见,仿真结果和计算结果是很接近的)

t	Delay Time (us)	仿真11.0592Mhz时钟(us)
1	3＋2×1+2 ＝7 | 7.7(实际)	7.60
2	3＋2×2＋2＝9 | 9.9	9.76
N	3＋2×N＋2＝2N＋5 | (2N+5)*1.1	/
3	11 | 12.1	11.94
15	35 | 38.5	37.98
100	205 | 225.5	222.44
255	515 | 566.5	558.81

也就是说，这个延时函数的精度为2us，最小的时间延时为7us，最大的时间延时为3+255×2＋2＝515us.   
实际中使用11.0592MHz的时钟，这个延时函数的精度将为2.2us，最小时间延时为7.7us, 最大时间延时为566.5us.
这个时间延时函数，对于与DS18B20进行单总线通信，已经足够准确了。

现在，我们将时钟换成11.0592MHz这个实际用到的频率，每个机器周期约为1.1us.
现在让我们来分析一下这个之前用过的延时函数：
//延时函数, 对于11.0592MHz时钟, 例i=10,则大概延时10ms.
void delayMs(unsigned int i)
{
    unsigned int j;
    while(i--)

    {
        for(j = 0; j < 125; j++);

    }
}

它的反汇编代码如下：

分析: T表示一个机器周期(调用时间相对于这个ms级的延时来说，可忽略不计)
1 C:0000      MOV   A,    R7       ;1T
2                   DEC   R7                ;1T   低8位字节减1
3                   MOV   R2,   0x06   ;2T
4                   JNZ   C:0007          ;2T   若低8位字节不为0, 则跳到C:0007
5                   DEC   R6                ;1T   低8位字节为0, 则高8位字节减1
6 C:0007      ORL   A,   R2         ;1T
7                   JZ      C:001D         ;2T   若高8位也减为0, 则RET
8                   CLR   A                  ;1T   A清零
9                   MOV   R4,   A        ;1T   R4放高位
10                   MOV   R5,   A        ;1T   R5放低位
11 C:000D      CLR   C                  ;1T   C清零
12                   MOV   A,   R5        ;1T   
13                   SUBB   A, #0x7d    ;1T   A = A-125
14                   MOV   A,   R4        ;1T   
15                   SUBB   A,  #0x00   ;1T   A
16                   JNC  C:0000           ;2T   A为零则跳到C:0000
17                   INC   R5                 ;1T   R5增1
18                   CJNE R5,#0x00, C:001B ;2T   R5>0, 跳转到C:000D
19                   INC   R4                 ;1T
20 C:001B      SJMP      C:000D    ;2T
21 C:001D      RET

对于delayMs(1), 执行到第7行就跳到21行, 共需时12T, 即13.2us
对于delayMs(2), 需时9T＋13T＋124×10T＋7T＋12T ＝ 9T＋13T＋1240T＋7T＋12T ＝1281T ＝1409.1us.
对于delayMs(3), 需时9T×(3-1)＋(13T＋124×10T＋7T)×(3-1)＋12T
                                ＝1269T×(3-1)＋12T＝2550T＝2805us.
对于delayMs(N),N>1, 需时1269T×(N－1)＋12T = 1269NT－1257T＝(1395.9N-1382.7)us.

利用Keil C仿真delayMs(1) = 0.00166558s = 1.67ms 截图如下:

由分析可知具体的计算延时时间与Keil C仿真延时对比如下：

i	Time Delay	仿真延时
1	13.2us	1.67ms
2	1409.1us	3.31ms
3	2805us	4.96ms
N	(1395.9N－1382.7)us
10	12.6ms	16.50ms
20	26.5ms	32.98ms
30	40.5ms	49.46ms
50	68.4ms	82.43ms
100	138.2ms	164.84ms
200	277.8ms	329.56ms
500	696.6ms	824.13ms
1000	1394.5ms	1648.54ms
1500	2092.5ms	2472.34ms
2000	2790.4ms	3296.47ms
5	5.6ms	8.26ms
73	100.5ms	120.34ms
720	1003.7ms = 1s	1186.74ms

计算delayMs(10)得到延时时间为：12576.3us约等于12.6ms，接近我们认为的10ms。
计算结果和仿真结果只要delayMs(1)有很大出入, 其它都接近, 在接受范围内.  

经过以上分析，可见用C语言来做延时并不是不太准确，只是不容易做到非常准确而已，若有一句语句变了，延时时间很可能会不同，因为编译程序生成的汇编指令很可能不同。


PS:
对于每条51单片机汇编指令的字长和所需机器周期汇总如下：

1. Appendix E - 8051 Instruction Set
   
2. 
   
3. Arithmetic Operations
   
4. 
   
5. Mnemonic Description Size Cycles
   
6. ADD A,Rn  Add register to Accumulator (ACC). 1 1
   
7. ADD A,direct  Add direct byte to ACC. 2 1
   
8. ADD A,[url=home.php?mod=space&uid=98313]@ri[/url]  Add indirect RAM to ACC. 1 1
   
9. ADD A,#data  Add immediate data to ACC. 2 1
   
10. ADDC A,Rn  Add register to ACC with carry. 1 1
    
11. ADDC A,direct  Add direct byte to ACC with carry. 2 1
    
12. ADDC A,@Ri  Add indirect RAM to ACC with carry. 1 1
    
13. ADDC A,#data  Add immediate data to ACC with carry. 2 1
    
14. SUBB A,Rn  Subtract register from ACC with borrow. 1 1
    
15. SUBB A,direct  Subtract direct byte from ACC with borrow 2 1
    
16. SUBB A,@Ri  Subtract indirect RAM from ACC with borrow. 1 1
    
17. SUBB A,#data  Subtract immediate data from ACC with borrow. 2 1
    
18. INC A  Increment ACC. 1 1
    
19. INC Rn  Increment register. 1 1
    
20. INC direct  Increment direct byte. 2 1
    
21. INC @Ri  Increment indirect RAM. 1 1
    
22. DEC A  Decrement ACC. 1 1
    
23. DEC Rn  Decrement register. 1 1
    
24. DEC direct  Decrement direct byte. 2 1
    
25. DEC @Ri  Decrement indirect RAM. 1 1
    
26. INC DPTR  Increment data pointer. 1 2
    
27. MUL AB  Multiply A and B Result: A <- low byte, B <- high byte. 1 4
    
28. DIV AB  Divide A by B Result: A <- whole part, B <- remainder.  1 4
    
29. DA A  Decimal adjust ACC. 1 1
    
30. Logical Operations
    
31. 
    
32. Mnemonic Description Size Cycles
    
33. ANL A,Rn  AND Register to ACC. 1 1
    
34. ANL A,direct  AND direct byte to ACC. 2 1
    
35. ANL A,@Ri  AND indirect RAM to ACC. 1 1
    
36. ANL A,#data  AND immediate data to ACC. 2 1
    
37. ANL direct,A  AND ACC to direct byte. 2 1
    
38. ANL direct,#data  AND immediate data to direct byte. 3 2
    
39. ORL A,Rn  OR Register to ACC. 1 1
    
40. ORL A,direct  OR direct byte to ACC. 2 1
    
41. ORL A,@Ri  OR indirect RAM to ACC. 1 1
    
42. ORL A,#data  OR immediate data to ACC. 2 1
    
43. ORL direct,A  OR ACC to direct byte. 2 1
    
44. ORL direct,#data  OR immediate data to direct byte. 3 2
    
45. XRL A,Rn  Exclusive OR Register to ACC. 1 1
    
46. XRL A,direct  Exclusive OR direct byte to ACC. 2 1
    
47. XRL A,@Ri  Exclusive OR indirect RAM to ACC. 1 1
    
48. XRL A,#data  Exclusive OR immediate data to ACC. 2 1
    
49. XRL direct,A  Exclusive OR ACC to direct byte. 2 1
    
50. XRL direct,#data  XOR immediate data to direct byte. 3 2
    
51. CLR A  Clear ACC (set all bits to zero). 1 1
    
52. CPL A  Compliment ACC. 1 1
    
53. RL A  Rotate ACC left. 1 1
    
54. RLC A  Rotate ACC left through carry. 1 1
    
55. RR A  Rotate ACC right. 1 1
    
56. RRC A  Rotate ACC right through carry. 1 1
    
57. SWAP A  Swap nibbles within ACC. 1 1
    
58. Data Transfer
    
59. 
    
60. Mnemonic Description Size Cycles
    
61. MOV A,Rn  Move register to ACC. 1 1
    
62. MOV A,direct  Move direct byte to ACC. 2 1
    
63. MOV A,@Ri  Move indirect RAM to ACC. 1 1
    
64. MOV A,#data  Move immediate data to ACC. 2 1
    
65. MOV Rn,A  Move ACC to register. 1 1
    
66. MOV Rn,direct  Move direct byte to register. 2 2
    
67. MOV Rn,#data  Move immediate data to register. 2 1
    
68. MOV direct,A  Move ACC to direct byte. 2 1
    
69. MOV direct,Rn  Move register to direct byte. 2 2
    
70. MOV direct,direct  Move direct byte to direct byte. 3 2
    
71. MOV direct,@Ri  Move indirect RAM to direct byte. 2 2
    
72. MOV direct,#data  Move immediate data to direct byte. 3 2
    
73. MOV @Ri,A  Move ACC to indirect RAM. 1 1
    
74. MOV @Ri,direct  Move direct byte to indirect RAM. 2 2
    
75. MOV @Ri,#data  Move immediate data to indirect RAM. 2 1
    
76. MOV DPTR,#data16  Move immediate 16 bit data to data pointer register. 3 2
    
77. MOVC A,@A+DPTR  Move code byte relative to DPTR to ACC (16 bit address). 1 2
    
78. MOVC A,@A+PC  Move code byte relative to PC to ACC (16 bit address). 1 2
    
79. MOVX A,@Ri  Move external RAM to ACC (8 bit address). 1 2
    
80. MOVX A,@DPTR  Move external RAM to ACC (16 bit address). 1 2
    
81. MOVX @Ri,A  Move ACC to external RAM (8 bit address). 1 2
    
82. MOVX @DPTR,A  Move ACC to external RAM (16 bit address). 1 2
    
83. PUSH direct  Push direct byte onto stack. 2 2
    
84. POP direct  Pop direct byte from stack. 2 2
    
85. XCH A,Rn  Exchange register with ACC. 1 1
    
86. XCH A,direct  Exchange direct byte with ACC. 2 1
    
87. XCH A,@Ri  Exchange indirect RAM with ACC. 1 1
    
88. XCHD A,@Ri  Exchange low order nibble of indirect RAM with low order nibble of ACC. 1 1
    
89. Boolean Variable Manipulation
    
90. 
    
91. Mnemonic Description Size Cycles
    
92. CLR C  Clear carry flag. 1 1
    
93. CLR bit  Clear direct bit. 2 1
    
94. SETB C  Set carry flag. 1 1
    
95. SETB bit  Set direct bit. 2 1
    
96. CPL C  Compliment carry flag. 1 1
    
97. CPL bit  Compliment direct bit. 2 1
    
98. ANL C,bit  AND direct bit to carry flag. 2 2
    
99. ANL C,/bit  AND compliment of direct bit to carry. 2 2
    
100. ORL C,bit  OR direct bit to carry flag. 2 2
     
101. ORL C,/bit  OR compliment of direct bit to carry. 2 2
     
102. MOV C,bit  Move direct bit to carry flag. 2 1
     
103. MOV bit,C  Move carry to direct bit. 2 2
     
104. JC rel  Jump if carry is set. 2 2
     
105. JNC rel  Jump if carry is not set. 2 2
     
106. JB bit,rel  Jump if direct bit is set. 3 2
     
107. JNB bit,rel  Jump if direct bit is not set. 3 2
     
108. JBC bit,rel  Jump if direct bit is set & clear bit. 3 2
     
109. Program Branching
     
110. 
     
111. Mnemonic Description Size Cycles
     
112. ACALL addr11  Absolute subroutine call. 2 2
     
113. LCALL addr16  Long subroutine call. 3 2
     
114. RET  Return from subroutine. 1 2
     
115. RETI  Return from interrupt. 1 2
     
116. AJMP addr11  Absolute jump. 2 2
     
117. LJMP addr16  Long jump. 3 2
     
118. SJMP rel  Short jump (relative address). 2 2
     
119. JMP @A+DPTR  Jump indirect relative to the DPTR. 1 2
     
120. JZ rel  Jump relative if ACC is zero. 2 2
     
121. JNZ rel  Jump relative if ACC is not zero. 2 2
     
122. CJNE A,direct,rel  Compare direct byte to ACC and jump if not equal. 3 2
     
123. CJNE A,#data,rel  Compare immediate byte to ACC and jump if not equal. 3 2
     
124. CJNE Rn,#data,rel  Compare immediate byte to register and jump if not equal. 3 2
     
125. CJNE @Ri,#data,rel  Compare immediate byte to indirect and jump if not equal. 3 2
     
126. DJNZ Rn,rel  Decrement register and jump if not zero. 2 2
     
127. DJNZ direct,rel  Decrement direct byte and jump if not zero. 3 2
     
128. Other Instructions
     
129. 
     
130. Mnemonic Description Size Cycles
     
131. NOP  No operation. 1 1

复制代码

其它可查看《单片机基础》－李广弟等编著，P70 “MCS-51单片机指令汇总”

好
贴

看了感觉你单片机学的太好了羡慕啊 、、、、、、、、、、不知道你能不能帮我做个作业
蜂鸣器控制系统

二、基本要求：

利用8031设计一系统，使蜂鸣器响0.1s，停0.1s，持续10 s；紧急情形下，蜂鸣器响0.2s，停0.2s，再交替响0.5s，停0.5s周而复始，持续20 s。

三、设计任务：

1．设计硬件电路，画出电路原理图；

2．画出程序流程图；

3．编制程序，写出源程序代码；

在此谢谢了，真心希望给小弟些帮助{:soso_e109:}

好东东，我的能力还看不懂呀。

正是我需要的，谢谢