【51单片机】延时函数计算问题以及如何准确延时

几种周期介绍




周期名称描述时间
振荡(时钟)单片机提供时钟脉冲信号的振荡源的周期T=1/f
状态振荡周期经二分频后得到的2T
机器在一个机器周期内,CPU可以完成一个独立的 操作12T
指令指CPU完成一条操作所需的全部时间12-12nT

指令:

1、MUL、DIV:仅有的4周期指令

2、包含DPTR和PC的指令均为2周期指令

3、所有的绝对跳转和条件转移指令,均为2周期指令

4、所有包括A寄存器的指令,均为单周期指令

5、位操作指令中,ANL和ORL是2周期指令

6、所有包含立即地址的指令,除INC direct及DEC direct外,均为2周期指令

7、剩下的均为单周期指令。



STC-ISP软件查看各操作用时以及延时函数




_nop_函数可以在keil软件的C51->HLP->C51lib.chm文档中查阅  (授人以鱼不如授人以渔)




延时函数计算


示例:

void delay(uint z)

{

	uint i,j;

	for(i=z;i>0;i--)

		for(j=0;j<921;j++);

}

分析:

1.先计算你单片机的振荡(时钟)周期 T= 1/晶振(11.0592MHZ)

2.一次i--操作为12T

3.忽略变量定义,上述延时函数共需时间:921*z*12T

4.带入T:921*12*T*z 约为 z ms



计算出现误差的原因


1.软件仿真时,函数调用的时候入栈出栈操作的耗时。

2.指令周期随指令的不同而不同导致的误差。

3.中断的影响。

4.变量的范围超过,从而与预计时间不一样。


所以实际上我们应该只能算出估计值,根据最开始周期的信息来计算延时函数中延时的时长。

<think>好的,我现在需要处理用户关于C51单片机延时函数的查询。首先,用户希望了解实现方式、使用教程和示例代码。我需要先回忆相关知识,并参考提供的引用内容。 根据引用[1],C51延时函数通常用while或for循环实现,其中while用于微秒级延迟,for用于毫秒级。引用[2]提到延时函数的作用是让CPU空跑,比如用while循环来等待。这可能涉及到计算指令周期来精确延时。 接下来,我需要组织回答的结构。首先介绍延时函数的原理,然后分点说明实现方式,包括while和for循环,以及使用定时器中断的方法。每个部分需要给出示例代码,并解释参数和注意事项。同时,要确保代码符合C51语法,比如使用unsigned int和unsigned char。 需要注意,用户可能对延时精度和资源占用感兴趣,所以要提到这两种方法的优缺点,比如while/for循环简单但占用CPU,定时器更精确但复杂。此外,晶振频率的影响需要强调,因为不同的单片机会有不同的时钟周期,影响延时时间。 还需要检查是否有错误,比如是否正确使用_nop_()函数,需要包含intrins.h头文件。在示例代码中,Delay10us和Delay1ms的参数类型是否正确,比如Delay1ms使用unsigned int以支持更长的延时。 最后,生成相关问题时要覆盖实现方式、优化、定时器应用、误差原因和替代方案,这样用户能进一步探索。确保所有数学表达式用$...$,比如计算延时时间时的公式,但用户的问题中可能不需要数学公式,但如果有涉及计算的地方要注意格式。 总结步骤:解释原理,分点不同实现方法,代码示例,注意事项,相关问题。确保引用标记正确,使用中文,代码语法正确。</think>### C51单片机延时函数实现方法 在C51单片机中,延时函数通常通过控制CPU执行空循环来实现。以下是两种常用实现方式及教程: --- #### 一、简单循环实现 ##### 1. 微秒级延时(while循环) ```c #include <intrins.h> // 包含_nop_()指令头文件 void Delay10us(unsigned char n) { while (n--) { _nop_(); // 单周期指令,延迟约1us(需根据晶振频率调整) _nop_(); _nop_(); _nop_(); _nop_(); } } ``` **参数说明**: - `n`:循环次数,每次循环约延迟$10 \mu s$(以12MHz晶振为例) ##### 2. 毫秒级延时(for循环) ```c void Delay1ms(unsigned int ms) { unsigned int i, j; for (i = 0; i < ms; i++) { for (j = 0; j < 114; j++); // 12MHz晶振下的经验值 } } ``` **参数说明**: - `ms`:需要延迟的毫秒数,实际时间需根据晶振频率调整[^2] --- #### 二、定时器中断实现(高精度) ```c // 初始化定时器0(模式1,16位定时器) void Timer0_Init() { TMOD |= 0x01; // 设置定时器模式 TH0 = 0xFC; // 1ms初值(12MHz晶振) TL0 = 0x18; ET0 = 1; // 开启定时器中断 EA = 1; // 开启总中断 } volatile unsigned int timer_count = 0; void Timer0_ISR() interrupt 1 { TH0 = 0xFC; // 重装初值 TL0 = 0x18; timer_count++; } void Delay500ms() { timer_count = 0; TR0 = 1; // 启动定时器 while (timer_count < 500); TR0 = 0; // 关闭定时器 } ``` --- #### 关键注意事项 1. **晶振频率影响**:延时时间与晶振频率成反比,计算公式为$t = N \times \frac{12}{f_{\text{osc}}}$,其中$N$为循环次数[^1] 2. **编译器优化**:需关闭编译器优化(如Keil中设置`Optimization Level = 0`),避免循环被优化 3. **资源占用**:循环延时会独占CPU,定时器方案可提高系统效率[^2] ---
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