51单片机KeilC延时程序的研究doc 13页.docx
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51单片机KeilC延时程序的研究doc13页
51单片机KeilC延时程序的研究（doc13页）
51单片机KeilC延时程序的简单研究
by:
InfiniteSpaceStudio/isjfk,1.21.2004
应用单片机的时候，经常会遇到需要短时间延时的情况。
需要的延时时间很短，一般都是几十到几百微妙（us）。
有时候还需要很高的精度，比如用单片机驱动DS18B20的时候，误差容许的范围在十几us以内，不然很容易出错。
这种情况下，用计时器往往有点小题大做。
而在极端的情况下，计时器甚至已经全部派上了别的用途。
这时就需要我们另想别的办法了。
以前用汇编语言写单片机程序的时候，这个问题还是相对容易解决的。
比如用的是12MHz晶振的51，打算延时20us，只要用下面的代码，就可以满足一般的需要：
movr0,#09h
loop:
djnzr0,loop
51单片机的指令周期是晶振频率的1/12，也就是1us一个周期。
movr0,#09h需要2个极其周期，djnz也需要2个极其周期。
那么存在r0里的数就是（20-2）/2。
用这种方法，可以非常方便的实现256us以下时间的延时。
如果需要更长时间，可以使用两层嵌套。
而且精度可以达到2us，一般来说，这已经足够了。
;SOURCELINE#19
;SOURCELINE#20
0000?
C0007:
0000EFMOVA,R7
00016003JZ?
C0010
00031FDECR7
000480FASJMP?
C0007
;SOURCELINE#21
0006?
C0010:
000622RET
;FUNCTION_delay2（END）
真是不看不知道~~~一看才知道这个延时程序是多么的不准点~~~光看主要的那四条语句，就需要6个机器周期。
也就是说，它的精度顶多也就是6us而已，这还没算上一条lcall和一条ret。
如果我们把调用函数时赋的i值根延时长度列一个表的话，就是：
idelaytime/us
06
112
218
...
因为函数的调用需要2个时钟周期的lcall，所以delaytime比从函数代码的执行时间多2。
顺便提一下，有的朋友写的是这样的代码：
voiddelay2（unsignedchari）
{
unsignedchara;
for（a=i;a!
=0;a--）;
}
可能有人认为这会生成更长的汇编代码来，但是事实证明：
;FUNCTION_delay2（BEGIN）
;SOURCELINE#18
;----Variable'i'assignedtoRegister'R7'----
;SOURCELINE#19
;SOURCELINE#21
;----Variable'a'assignedtoRegister'R7'----
0000?
C0007:
0000EFMOVA,R7
00016003JZ?
C0010
00031FDECR7
000480FASJMP?
C0007
;SOURCELINE#22
0006?
C0010:
000622RET
;FUNCTION_delay2（END）
其生成的代码是一样的。
不过这的确不是什么好的习惯。
因为这里实在没有必要再引入多余的变量。
我们继续讨论正题。
有的朋友为了得当更长的延时，甚至用了这样的代码：
voiddelay2（unsignedlongi）
{
for（;i!
=0;i--）;
}
这段代码产生的汇编代码是什么样子的？
其实不用想也知道它是如何恐怖的$#^%&%$......让我们看一看：
;FUNCTION_delay2（BEGIN）
;SOURCELINE#18
00008F00RMOVi+03H,R7
00028E00RMOVi+02H,R6
00048D00RMOVi+01H,R5
00068C00RMOVi,R4
;SOURCELINE#19
;SOURCELINE#20
0008?
C0007:
0008E4CLRA
0009FFMOVR7,A
000AFEMOVR6,A
000BFDMOVR5,A
000CFCMOVR4,A
000DAB00RMOVR3,i+03H
000FAA00RMOVR2,i+02H
0011A900RMOVR1,i+01H
0013A800RMOVR0,i
0015C3CLRC
0016120000ELCALL?
C?
ULCMP
0019601AJZ?
C0010
001BE500RMOVA,i+03H
001D24FFADDA,#0FFH
001FF500RMOVi+03H,A
0021E500RMOVA,i+02H
002334FFADDCA,#0FFH
0025F500RMOVi+02H,A
0027E500RMOVA,i+01H
002934FFADDCA,#0FFH
002BF500RMOVi+01H,A
002DE500RMOVA,i
002F34FFADDCA,#0FFH
0031F500RMOVi,A
003380D3SJMP?
C0007
;SOURCELINE#21
0035?
C0010:
003522RET
;FUNCTION_delay2（END）
呵呵，这倒是的确可以延迟很长时间~~~但是毫无精度可言了。
那么，用C到底能不能实现精确的延时呢？
我把代码稍微改了一下：
voiddelay1（unsignedchari）
{
while（i--）;
}
因为根据经验，越简洁的C代码往往也能得出越简洁的机器代码。
那这样结果如何呢？
把它生成的汇编代码拿出来看一看就知道了。
满怀希望的我按下了“Buildtarget”键，结果打击是巨大的：
;FUNCTION_delay1（BEGIN）
;SOURCELINE#13
;----Variable'i'assignedtoRegister'R7'----
;SOURCELINE#14
0000?
C0004:
;SOURCELINE#15
0000AE07MOVR6,AR7
00021FDECR7
0003EEMOVA,R6
000470FAJNZ?
C0004
;SOURCELINE#16
0006?
C0006:
000622RET
;FUNCTION_delay1（END）
虽说生成的代码跟用for语句是不大一样，不过我可以毫无疑问的说，这两种方法的效率是一样的。
似乎到此为止了，因为我实在想不出来源程序还有什么简化的余地。
看来我就要得出来这个结论了：
“如果需要us级的延时精度，需要时用汇编语言。
”但是真的是这样吗？
我还是不甘心。
因为我不相信大名鼎鼎的KeilC编译器居然连djnz都不会用？
？
？
因为实际上程序体里只需要一句loop:
djnzr7,loop。
近乎绝望之际（往往人在这种情况下确可以爆发出来，哦呵呵呵~~~），我随手改了一下：
voiddelay1（unsignedchari）
{
while（--i）;
}
心不在焉的编译，看源码：
;FUNCTION_delay1（BEGIN）
;SOURCELINE#13
;----Variable'i'assignedtoRegister'R7'----
;SOURCELINE#14
0000?
C0004:
;SOURCELINE#15
0000DFFEDJNZR7,?
C0004
;SOURCELINE#16
0002?
C0006:
000222RET
;FUNCTION_delay1（END）
天~~~奇迹出现了......我想这个程序应该已经可以满足一般情况下的需要了。
如果列个表格的话：
idelaytime/us
15
27
39
...
计算延时时间时，已经算上了调用函数的lcall语句所花的2个时钟周期的时间。
终于，结果已经明了了。
只要合理的运用，C还是可以达到意想不到的效果。
很多朋友抱怨C效率比汇编差了很多，其实如果对KeilC的编译原理有一个较深入的理解，是可以通过恰当的语法运用，让生成的C代码达到最优化。
即使这看起来不大可能，但还是有一些简单的原则可循的：
1.尽量使用unsigned型的数据结构。
2.尽量使用char型，实在不够用再用int，然后才是long。
3.如果有可能，不要用浮点型。
4.使用简洁的代码，因为按照经验，简洁的C代码往往可以生成简洁的目标代码（虽说不是在所有的情况下都成立）
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