单片机精确延时计算和中断定时

单片机精确延时计算和定时中断

一．延时

1. 10ms延时程序（for循环嵌套）

********************************************************************* 文件名称：void delay_10ms()

功能：10ms延时

参数：单片机晶振12MHz

********************************************************************* void delay_10ms()

{

unsigned int i, j;

for(i=0;i<10;i++)

{

for(j=0;j<124;j++)

;

}

}

i 和j 定义为int整型时，for循环执行时间为8个机器周期，当i 和j 定义为char 字符型时，for 循环执行时间3个机器周期。“；”一个机器周期，每次调用for循环2个机器周期。

则执行本段延时程序是内循环时间t1=8*124+3个机器周期，其中“8”执行for循环指令时间；“124”为for循环次数；“3”为每次调用for循环指令的时间。外循环t2=t1*10+8*10+3其中“10”为for循环次数；“8”为一次for循环指令调用和执行时间；“10”为调用for循环次数，3为调用for循环指令时间。

所以本程序延时t=（（8*124）+3）*10+8*10+3=10033=10.033ms≈10ms。

注意：变量为整型时，每次调用for循环需要3个机器周期的调用时间，执行for循环判断需要8个机器周期的执行时间；字符型变量时，每次调用for循环需要2个机器周期的调用时间，执行for循环判断需要3个机器周期的执行时间。

程序运行到第一个断点所用时间0.00038900s，运行到第二个断点所用时间为0.01042800s，则执行delay_10ms()函数所用时间为0.010428-0.000389=0.010039s= 10.039ms≈10ms。由于断点的原因，执行P0=0xff;和P0=0xfe;指令也花费了时间所以这里时间是10.039ms而不是上面计算出的10.033ms。

2. 10μs短暂延时

********************************************************************* 文件名称：void delay10μs()

功能：10μs延时

参数：单片机晶振12MHz，机器周期1μs

********************************************************************* void delay10μs()

{

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

}

函数中共用了6个_NOP_( )语句，每个语句执行时间为1μs。主函数调用delay10μs()时，先执行一个LCALL指令（2μs），然后执行个_NOP_( )语句（6μs），最后执行了一个RET指令（2μs)，所以执行上述函数时共需要10μs。可以把这一函数当作基本延时函数，在其他函数中调用，即嵌套调用，以实现较长时间的延时；但需要注意，如在delay40μs()中直接调用4次delay10μs()函数，得到的延时时间将是42μs，而不40μs。这是因为执行delay40μs()时，先执行了一次LCALL指令（2μs)，然后开始执行第一个delay10μs()，执行完最后一个delay10μs()时，直接返回到主程序。依此类推，如果是两层嵌套调用，如在delay80μs()中两次调用delay40μs()，则也要先执行一次LCALL指令（2μs），然后执行两次delay40μs()函数（84μs），所以，实际延时时间为86μs。简言之，只有最内层的函数执行RET指令。该指令直接返回到上级函数或主函数。如在delay80μs()中直接调用8次delay10μs()，此时的延时时间为82μs。通过修改基本延时函数和适当的组合调用，上述方法可以实现不同时间的延时。

二. 定时中断：

1. 定时器/计数器：

8051单片机有2个16为定时器/计数器（8052有3个），它可设置为计数方式，对外部事件（脉冲）进行计数；也可以设置为定时方式，对标准时钟脉冲进行定时计时。它有4中工作方式，定时和计数范围可以通过软件编程进行设定。一旦定时或计数到位，就会立即向CPU发送中断请求，CPU根据定时或计数结果对外设实行控制。

单片机具有5~8个中断源，2级中断优先级。它可接收外部中断请求、定时器/计数器中断请求和串行口中断请求。对紧急事件的实时控制、故障自动处理、单片机与外设之间的数据传输、人机对话等。

定时器/计数器的核心是两个16位的加法计数器，T0，T1分别由两个8位的特殊功能寄存器TH0，TL0和TH1，TL1构成。

定时器/计数器工作方式控制器TMOD，字节地址89H：

GATE C/T非M1 M0 GATE C/T非M1 M0

| 定时器/计数器T1 | 定时器/计数器T0 |

GATE ：GATE 为0时，定时器/计数器由软件控制位TRx（x为0或1）来控制启动或停止，1启动，0停止；GATE为1时，由外部中断引脚INT0非或INT1非和TRx共同控制，INT非为高电平和TRx为1启动，低电平和0停止。

C/T非：C/T非为0时，定时器/计数器为定时器方式，对晶振脉冲的12分频信号进行计数。为1时，定时器/计数器为计数器方式，对外部引脚T0(P3.4)或T1(P3.5)输入的脉冲进行计数。CPU在每个机器周期的S5P2期间，对T0或T1引脚进行采样，在前一个周期采得值为1，后一个周期采得值为0，则计数器加1。由于确认一次负跳变需要两个机器周期，因此最高计数频率为晶振频率的1/12。