软件解决51单片机由中断延时引起的计时误差
单片机一些常用的延时与中断问题及解决方法
单片机一些常用的延时与中断问题及解决方法(总4页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--单片机一些常用的延时与中断问题及解决方法延时与中断出错,是单片机新手在单片机开发应用过程中,经常会遇到的问题,本文汇总整理了包含了MCS-51系列单片机、MSP430单片机、C51单片机、8051F的单片机、avr单片机、STC89C52、PIC单片机…..在内的各种单片机常见的延时与中断问题及解决方法,希望对单片机新手们,有所帮助!一、单片机延时问题20问1、单片机延时程序的延时时间怎么算的答:如果用循环语句实现的循环,没法计算,但是可以通过软件仿真看到具体时间,但是一般精精确延时是没法用循环语句实现的。
如果想精确延时,一般需要用到定时器,延时时间与晶振有关系,单片机系统一般常选用 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。
第一种更容易产生各种标准的波特率,后两种的一个机器周期分别为1 μs和2 μs,便于精确延时。
本程序中假设使用频率为12 MHz的晶振。
最长的延时时间可达216=65 536 μs。
若定时器工作在方式2,则可实现极短时间的精确延时;如使用其他定时方式,则要考虑重装定时初值的时间(重装定时器初值占用2个机器周期)。
2、求个单片机89S51 12M晶振用定时器延时10分钟,控制1个灯就可以答:可以设50ms中断一次,定时初值,TH0=0x3c、TL0=0xb0。
中断20次为1S,10分钟的话,需中断12000次。
计12000次后,给一IO口一个低电平(如功率不够,可再加扩展),就可控制灯了。
而且还要看你用什么语言计算了,汇编延时准确,知道单片机工作周期和循环次数即可算出,但不具有可移植性,在不同种类单片机中,汇编不通用。
用c 的话,由于各种软件执行效率不一样,不会太准,通常用定时器做延时或做一个不准确的延时,延时短的话,在c中使用汇编的nop做延时3、51单片机C语言for循环延时程序时间计算,设晶振12MHz,即一个机器周期是1us。
基于MCS51单片机定时误差分析及纠正
时, 针对不同情况应采用灵活的修正方法同时也应注意一些事
MOV POP POP RETI
TL0, # 9BH ; (2 TS) PSW ACC
项, 例如不能采用定时器工作模式 2 自动重装初值的方式,否则 误 差 会 更 大 ,并 且 得 不 到 控 制 。另 外 硬 件 方 面 的 因 素 也 应 值 得 注 意,比 如 应 考 虑 晶 体 自 身 的 精 度 、晶 体 的 频 率 漂 移 误 差 , 尽 量 选 用振荡频率高的时钟以减少误差。
ΔTMAX1=12/FOSC×CI=12/(12×106)×4=4×10- 6(s)=4(μs) 2. 3 CPU 正在执行某中断服务程序时的误差
定时器溢出中断信号时, 若 CPU 正在执行同级或高优先级 中断服务程序,则它仍需继续执行这些程序,不能及时响应定时 器的溢出中断请求,其延迟时间由中断转移指令周期 T1、中断服 务程序执行时间 T2、中断返回指令的指令周期 T3 及中断返回 原断点后执行下一条指令周期 T4 (如乘法指令)组成。中断转移 指令和中断返回指令的指令周期都分别为 2 个机器周期。中断 服务程序的执行时间为该程序所含指令的指令周期的总和。因
进入服务程序时关中断, 并且从前面的分析也可知, 定时器到下
X1=216- T3×FOSC/12 T3=T0+T1+T2 式中 T0 为中断间隔时间, T1 为定时器停止计数时间,该时间为定 时器停止计数到重新启动计数之间所有程序指令周期数的总
一次装初值前的一刻其计数值应为各种累积误差值, 因此利用 此计数值来修正下一次计数初值, 以达到提高精度的目的。可编 写如下程序:
但在很多情况下, 只考虑了循环体的执行时间, 没有考虑本
例中的 MOV、RET 指令, 即在设计延时 500μs 时也采用了本程
单片机的延时与中断问题及解决方法
单片机的延时与中断问题及解决方法单片机的延时和中断是单片机编程中经常遇到的问题。
延时是指在程序执行过程中需要暂停一段时间,而中断是指在程序执行过程中需要中断当前的任务去处理一个更紧急的事件。
下面将详细介绍这两个问题以及解决方法。
延时问题:在单片机程序中,有时需要进行一定的延时,比如等待某个外设初始化完成或等待一段时间后执行某个任务。
常见的延时方法有软件延时和硬件延时。
1. 软件延时:软件延时是通过程序自身来实现的,可以使用循环或者定时器来实现。
循环延时的原理很简单,就是通过不断的进行空操作,等待一定的时间。
但是由于单片机的执行速度非常快,所以软件延时可能会导致主程序无法正常执行。
为了解决这个问题,可以采用定时器来进行延时。
通过设置定时器的参数,可以让定时器在指定的时间后产生中断,然后在中断服务函数中执行需要延时的任务。
2. 硬件延时:硬件延时是通过特殊的硬件电路来实现的,比如借助外部晶振来实现精确的延时。
硬件延时可以达到比较精确的延时效果,但需要占用额外的硬件资源。
中断问题:中断是指程序在执行过程中突然被打断,去处理一个更紧急的事件。
单片机中常见的中断有外部中断和定时器中断两种。
1. 外部中断:外部中断常用于处理外部事件,如按键输入、外部信号触发等。
在外部中断的配置过程中,需要设置相关的寄存器来使能中断功能,还需要编写中断服务函数来处理中断事件。
一般情况下,外部中断在硬件电路中配置好后,单片机会在产生中断信号时自动跳转到中断服务函数中执行相应的程序。
2. 定时器中断:定时器中断常用于定时操作,比如按时采样、定时发送数据等。
定时器中断的配置也需要设置相关的寄存器来使能中断功能,并编写中断服务函数来进行相应的操作。
定时器中断的优点是可以较为精确地控制时间,但需要注意设置好中断的周期和优先级,以避免中断冲突导致系统运行不稳定。
解决方法:1. 在编写单片机程序时,需要考虑到延时和中断的问题,合理设置延时时间和中断优先级,以确保程序的正常运行。
关于51精确延时及keil仿真延时时间
关于51精确延时及keil仿真延时时间
有时候需要精确的延时,比如18B20 温度传感器对时序要求非常严格,必
须精确到微秒级别
一、用NOP 函数
在keil C51 中,直接调用库函数:
#include // 声明了void _nop_(void);
_nop_(); // 产生一条NOP 指令
作用:对于延时很短的,要求在us 级的,采用“_nop_”函数,这个函数相当
汇编NOP 指令,延时几微秒。
NOP 指令为单周期指令,可由晶振频率算出延
时时间,对于12M 晶振,延时1uS。
(若为11.0592MHz,延时为12*(1/11.0592) =1.085uS)。
对于延时比较长的,要求在大于10us,采用C51 中的循环语句来
实现。
二、用for 和while 实现
在选择C51 中循环语句时,要注意以下几个问题
第一、定义的C51 中循环变量,尽量采用无符号字符型变量。
第二、在FOR 循环语句中,尽量采用变量减减来做循环。
第三、在do…while,while 语句中,循环体内变量也采用减减方法。
这因为在C51 编译器中,对不同的循环方法,采用不同的指令来完成的。
下面举例说明:
unsigned char i;
for(i=0;iunsigned char i;
for(i=255;i>0;i--);
其中,第二个循环语句C51 编译后,就用DJNZ 指令来完成,相当于如下指。
51单片机频率计误差
51单片机频率计误差51单片机是指基于Intel8051微控制器内核设计的一系列单片机芯片。
8051是上世纪80年代由Intel公司设计的一款8位单片机,由于其结构简单、指令系统易于掌握且功能强大,在工业控制、嵌入式系统等领域有着广泛的应用。
下面就简单介绍一下51单片机的制作流程及误差原因:制作基于51单片机的项目通常包括以下流程:1.需求分析:明确系统功能需求,例如需要实现的数据采集、控制任务或者信号处理等。
2.方案设计:根据需求选择合适的51系列单片机型号(如STC89C51/AT89S51等)。
设计硬件电路,包括电源电路、晶振电路、复位电路、输入输出接口(如按键输入、LED显示输出、传感器接口、电机驱动接口等)。
制定软件设计方案,确定编程语言(如汇编或C语言),设计程序框架和算法。
3.硬件制作:购买所需元器件并焊接在PCB板上,或者使用面包板搭建临时电路进行调试。
检查电路连接是否正确,确保无短路、断路现象。
对于自制PCB板,需经过制版、蚀刻、钻孔、插件和焊接等步骤。
4.软件开发:使用KeiluVision、IAREWARM等集成开发环境编写代码。
设计主程序流程,写中断服务程序和其他功能子程序。
进行程序仿真,初步验证代码逻辑的正确性。
5.系统联调与测试:将烧录器(如STC-ISP、USBASP等)与单片机连接,将编译生成的HEX文件下载到单片机中。
进行硬件与软件联合调试,检查各部分功能是否按预期工作,对出现的问题进行定位和修复。
对系统的稳定性和性能进行综合测试,优化可能存在的问题。
6.文档整理:整理项目相关的硬件原理图、PCB图及元件清单。
编写详细的软件设计说明文档,包括程序结构、主要函数描述、关键参数设置等内容。
产品封装与交付:对完成调试的硬件进行封装或装壳,使其满足实际应用环境的需求。
准备用户手册、操作指南等相关资料,完成项目的交付。
51单片机频率计误差1.时钟精度:51单片机自身的晶振精度直接影响到测量的基准时间,如果晶振精度不高或者工作温度变化较大,会导致测量结果出现偏差。
单片机的延时与中断问题及解决方法
单片机的延时与中断问题及解决方法在单片机程序中,常常需要延时一段时间来控制程序的执行速度或者确定某些操作的时间间隔。
延时的实现有两种方式:软件延时和硬件延时。
1. 软件延时软件延时是通过程序语句的执行来实现的,在延时期间,程序会循环执行一段指令,直到延时结束。
常用的软件延时方法有:(1)循环延时法:通过循环指令来实现延时。
要延时1ms,可以使用以下代码:```cvoid delay_ms(unsigned int ms){unsigned int i, j;for(i = ms; i > 0; i--)for(j = 110; j > 0; j--);}```该函数使用两个嵌套的循环来实现延时,每循环一次,延时约为1us(假设单片机主频为11.0592MHz)。
通过控制循环的次数,可以实现不同的延时时间。
循环延时法的延时时间会受到单片机主频的影响,如果不同的单片机主频不一样,延时的时间也会不同。
在实际应用中,需要根据实际情况进行调整。
(2)定时器延时法:使用单片机的定时器来实现延时。
定时器是一个计时设备,可以定时产生一个中断信号,我们可以利用这个中断信号来实现延时。
需要配置定时器的工作模式(如工作在定时器模式)和计时周期(如1ms或10ms)。
然后,根据定时器的中断信号来触发所需要延时的操作。
```cvoid Timer_Init(){// 配置定时器的工作模式和计时周期// ...// 启动定时器// ...// 等待定时器中断}通过使用定时器,可以实现较为精确的延时,不受单片机主频的影响。
硬件延时是通过外部硬件电路来实现的,常见的硬件延时方法有:(1)RC延时电路法:用一个RC滤波电路来实现延时。
RC滤波电路是一种低通滤波电路,可以将输入的脉冲信号变成平滑的模拟信号。
通过改变RC时间常数来调整延时时间。
但是这种方法需要额外的硬件电路,且延时精度较低。
(2)晶振延时法:通过使用外部晶振来实现延时。
C51单片机的几种常用延时程序设计2024
引言概述:C51单片机是一种广泛应用于嵌入式系统中的微控制器,它具有高度集成化、易于编程和灵活性强等特点。
在C51单片机的软件开发过程中,延时程序设计是非常重要的一部分。
本文将介绍C51单片机中几种常用的延时程序设计方法,包括循环延时、定时器延时、外部中断延时等。
这些方法不仅可以满足在实际应用中对延时的需求,而且可以提高程序的稳定性和可靠性。
正文内容:一、循环延时1. 使用循环控制语句实现延时功能,例如使用for循环、while循环等。
2. 根据需要设置延时的时间,通过循环次数来控制延时的时长。
3. 循环延时的精度受到指令执行时间的影响,可能存在一定的误差。
4. 循环延时的优点是简单易用,适用于较短的延时时间。
5. 注意在循环延时时要考虑其他任务的处理,避免长时间的等待造成程序卡死或响应延迟。
二、定时器延时1. 使用C51单片机内置的定时器模块来实现延时。
2. 配置定时器的工作模式,如工作方式、定时器精度等。
3. 设置定时器的初值和重装值,控制定时器中断的触发时间。
4. 在定时器中断服务函数中进行延时计数和延时结束标志的设置。
5. 定时器延时的优点是精确可控,适用于需要较高精度的延时要求。
三、外部中断延时1. 在C51单片机上配置一个外部中断引脚。
2. 设置外部中断中断触发条件,如上升沿触发、下降沿触发等。
3. 在外部中断中断服务函数中进行延时计数和延时结束标志的设置。
4. 外部中断延时的优点是能够快速响应外部信号,适用于实时性要求较高的场景。
5. 注意在外部中断延时时要处理好外部中断的抖动问题,确保延时的准确性。
四、内部计时器延时1. 使用C51单片机内部的计时器模块来实现延时。
2. 配置计时器的工作模式,如工作方式、计时器精度等。
3. 设置计时器的初值和重装值,使计时器按照一定的频率进行计数。
4. 根据计时器的计数值进行延时的判断和计数。
5. 内部计时器延时的优点是能够利用单片机内部的硬件资源,提高延时的准确性和稳定性。
51单片机内部时钟误差
51单片机内部时钟误差摘要:I.引言- 介绍51 单片机内部时钟误差的概念II.51 单片机内部时钟误差的原因- 晶振频率不准确- 机器周期占用III.51 单片机内部时钟误差的影响- 计时准确性下降- 系统性能受到影响IV.解决51 单片机内部时钟误差的方法- 采用高精度晶振方案- 动态同步修正方案V.结论- 总结解决51 单片机内部时钟误差的方法及其重要性正文:I.引言51 单片机内部时钟误差是指在51 单片机内部,由于各种原因导致时钟信号的不准确,从而影响整个系统的性能。
对于需要高精度时间的应用,如计时、通信等,这种误差尤为关键。
本文将探讨51 单片机内部时钟误差的原因、影响及其解决方法。
II.51 单片机内部时钟误差的原因51 单片机内部时钟误差的主要原因是晶振频率的不准确和机器周期占用。
1.晶振频率不准确:51 单片机的内部时钟信号是由外部晶振提供的。
如果晶振的频率不稳定,那么时钟信号也会随之波动,从而影响计时准确性。
2.机器周期占用:在51 单片机内部,从定时器/计数器产生中断请求到响应中断,需要占用一定的机器周期。
此外,定时器/计数器溢出中断请求到执行中断也需要一定的机器周期。
这些机器周期占用会导致计时器/计数器初值的准确度下降,从而影响时钟误差。
III.51 单片机内部时钟误差的影响51 单片机内部时钟误差会对系统性能产生影响,主要表现在计时准确性的下降。
在需要高精度时间的应用中,如实时操作系统、通信设备等,这种误差可能导致系统运行不稳定,甚至功能失效。
IV.解决51 单片机内部时钟误差的方法针对51 单片机内部时钟误差,有以下两种解决方法:1.采用高精度晶振方案:通过使用高精度晶振,可以提高时钟信号的准确度,从而降低时钟误差。
但需要注意的是,高精度晶振的价格较高,需要在成本和性能之间进行权衡。
2.动态同步修正方案:在程序中,通过动态同步修正方法给定时器/计数器赋初值。
具体方法是将定时器/计数器低位(TLO)中的值和初始值相加,然后送入定时器/计数器中。
单片机的延时与中断问题及解决方法
单片机的延时与中断问题及解决方法单片机作为嵌入式系统中非常重要的组成部分,在许多应用中都需要进行延时和中断处理。
延时和中断是单片机中常见的问题,它们直接关系到系统的稳定性和性能。
本文将重点介绍单片机中延时和中断的问题,并提出解决方法。
一、延时问题延时是指在程序执行过程中需要暂停一段时间,以便等待某些条件满足或者执行某些特定的操作。
在单片机中,延时通常需要通过软件实现,也就是在程序中加入延时函数。
常见的延时函数包括循环延时和定时器延时。
1. 循环延时循环延时是指通过循环来实现延时的方式。
具体做法是在程序中使用一个循环来反复执行空操作,从而消耗一定的时间。
下面是一个简单的循环延时函数:```cvoid delay(unsigned int ms){unsigned int i, j;for(i = 0; i < ms; i++)for(j = 0; j < 1000; j++);}```这个函数中,外层循环控制延时的毫秒数,内层循环则是用来消耗时间的。
通过这样的方式可以实现一定量级的延时。
循环延时的精度和稳定性都不够理想,特别是在频繁调用的情况下,容易导致系统性能下降。
2. 定时器延时定时器是单片机中常见的外设之一,它可以生成精确的时间延时。
通过设置定时器的时钟源和计数值,可以实现微秒级甚至更小单位的延时。
在单片机中,通常会使用定时器来实现较为精确的延时操作。
下面是一个使用定时器来实现延时的示例:```cvoid delay_us(unsigned int us){TMOD = 0x01; // 设置定时器为工作方式1TH0 = 0xFF - us / 256; // 设置定时器初值TL0 = 0xFF - us % 256; // 设置定时器初值TR0 = 1; // 启动定时器while(!TF0); // 等待定时器溢出TR0 = 0; // 停止定时器TF0 = 0; // 清除溢出标志}```这段代码中,我们使用定时器0来实现微秒级的延时操作。
单片机定时器中断时间误差的分析及补偿
式 巾 为 振 荡 器 的振 荡 频 率 : 为 需 L 0
要 定时 的时 间 ,也 为中断 的间隔 时间 ; 0 ) (
定 时 器 溢 出 中 断 与 C U 响 应 中 断 的 为定 时器 原 计 数 初 值 。在 对定 时 器 溢 出 中 P
8 5 单 片 机 内 部 有 定 时 器 O和 定 时 器 1 △L 1/ x = 2(2 1 x = ( ) ( ) 应 中 断 请 求 的 时 间误 差 具 有 非 固 定 性 . 01 。 = 2f C 1/1 x 0)4 4 S  ̄ 2 因 在 定 时 器 计 数 溢 出 时 。 向 C U 发 出 中断 1 CP 正 执 行 某 中 断 服 务 程 序 时 的 误 此 , 便 P . 2 U 这种 误差 很 难 用 常 规方 法 补 偿 。 为 此 。 请 求 。 C U正 在 执行 某指 令 或 某 中 断服 差 殛 大 小 当 P 本 文 介 绍 一 种 新 的误 差 补 偿方 法 。 为 使定时 器溢 出中断 与 C U 响应 中 P
若 f= 2 则 最 大 时 间 误 差 为 :  ̄ 1MH ,
△ = 2 + )嘟 + ( S 1 8 f= 8 ) /
() 补偿要求 。 5 若定 时器为计数方式 , 作 方式为 1 操 ,
由于 上 式 中 T 一 般 大 于 8 因 此 , 种 22 定 时 器新 计 数初 值 2 , 这 . 时 间误 差 一 般 取 决 于 正 在 执 行 的 中 断 服 务
维普资讯
单片机定时器中断时问 误差的分析及补偿
韩 洪 照
( 汉铁路 职 业技 术学 院 湖北 武汉 武 4 0 6) 30 3
摘 要 分析 了单 片机 定 时 器 溢 出 中断 与 C U 响 应 中断 的 时 间 误 差 , 给 出 了补 偿 误 差 定 时 器 溢 出 中断 往 往 延
单片机定时器误差
单片机定时器误差引言:单片机作为现代电子设备中常见的一种控制芯片,广泛应用于各个领域。
在单片机中,定时器是一种重要的功能模块,用于实现精确的时间控制和计时功能。
然而,由于硬件和软件的限制,单片机定时器在实际应用中存在一定的误差。
本文将探讨单片机定时器误差的原因和解决方法。
一、单片机定时器的原理单片机定时器通常由一个计数器和一个时钟源组成。
计数器可以通过时钟源产生的脉冲信号进行计数,从而实现时间的测量和控制。
定时器的精度取决于时钟源的稳定性和计数器的位数。
一般来说,定时器的位数越高,精度越高。
二、单片机定时器误差的原因1. 时钟源的误差:时钟源的稳定性对定时器的精度有很大影响。
如果时钟源存在频率偏差或者不稳定性,会导致定时器计数不准确,进而引起定时器误差。
2. 温度变化:温度的变化会影响单片机内部晶体振荡器的频率,从而引起定时器误差。
3. 器件的Aging效应:长时间使用后,电子器件的性能会发生变化,包括时钟源和计数器等,这也会导致定时器的误差增加。
4. 外部干扰:单片机定时器的稳定性还受到外部电磁干扰的影响。
例如,当单片机工作在高频电磁场中时,会引起定时器脉冲信号的干扰,进而导致定时器误差。
三、单片机定时器误差的影响单片机定时器误差会导致定时功能不准确,从而影响系统的稳定性和性能。
特别是在需要精确控制时间的应用中,如通信系统、测量仪器等,定时器误差的影响更为显著。
四、单片机定时器误差的解决方法1. 选择稳定的时钟源:在设计中选择稳定性较高的外部时钟源,可以有效降低定时器误差。
2. 温度补偿:通过采用温度传感器和数字补偿技术,可以对定时器进行温度补偿,减小温度变化对定时器的影响。
3. Aging校准:定时器的Aging效应可以通过定期校准的方式进行补偿,保持定时器的精度稳定。
4. 屏蔽外部干扰:通过合理的布局和屏蔽措施,可以有效降低外部干扰对定时器的影响。
五、结论单片机定时器误差是由多种因素导致的,包括时钟源的稳定性、温度变化、器件的Aging效应和外部干扰等。
单片机软件延时程序的设计
单片机软件延时程序的设计一、单片机软件延时的基本原理单片机执行指令需要一定的时间,通过编写一系列无实际功能的指令循环,让单片机在这段时间内持续执行这些指令,从而实现延时的效果。
延时的时间长度取决于所使用的单片机型号、晶振频率以及所编写的指令数量和类型。
以常见的 51 单片机为例,假设其晶振频率为 12MHz,一个机器周期等于 12 个时钟周期,那么执行一条单周期指令的时间约为1μs。
通过编写一定数量的这种单周期指令的循环,就可以实现不同时长的延时。
二、软件延时程序的设计方法1、简单的空操作延时这是最基本的延时方法,通过使用空操作指令“NOP”来实现。
以下是一个简单的示例:```cvoid delay_nop(unsigned int n){unsigned int i;for (i = 0; i < n; i++){_nop_();}}```这种方法的延时时间较短,而且不太精确,因为实际的延时时间还会受到编译器优化等因素的影响。
2、基于循环的延时通过使用循环来执行一定数量的指令,从而实现较长时间的延时。
以下是一个基于循环的延时函数示例:```cvoid delay_ms(unsigned int ms){unsigned int i, j;for (i = 0; i < ms; i++){for (j = 0; j < 120; j++)_nop_();}}}```在这个示例中,通过内外两层循环来增加延时的时间。
需要注意的是,这里的循环次数是根据实验和估算得出的,实际的延时时间可能会有一定的偏差。
3、更精确的延时为了实现更精确的延时,可以根据单片机的机器周期和指令执行时间来精确计算延时的循环次数。
例如,对于12MHz 晶振的51 单片机,要实现 1ms 的延时,可以这样计算:1ms =1000μs,一个机器周期为1μs,执行一条指令需要 1 到 4 个机器周期。
假设平均每条指令需要 2 个机器周期,那么要实现1000μs的延时,大约需要执行 2000 条指令。
51单片机内部时钟误差
51单片机内部时钟误差
摘要:
1.51单片机内部时钟工作原理
2.影响时钟精度的因素
3.解决时钟误差的方法
4.提高时钟精度的建议
正文:
一、51单片机内部时钟工作原理
51单片机内部时钟由高增益的反相放大器构成,反相放大器的输入端为XTAL1,输出端为XTAL2。
振荡电路和时钟电路以此为基础工作,然而,即使是同一颗晶振,由于制造工艺等原因,其频率并不完全精确,这就导致了内部时钟的误差。
二、影响时钟精度的因素
1.晶振频率的稳定性:即使是同一颗晶振,其频率也会因为制造工艺、使用环境等因素而不完全精确。
2.中断响应时间:中断响应需要时间,并且,响应的时间是不一样的。
因为51执行不同指令时,所需的时间不同,而响应中断前,必须执行完当前指令。
3.多个中断的优先级和响应顺序:如果程序中有多个中断,当正在执行另外一个中断时,不能及时响应,这种情况可以导致很大的误差。
三、解决时钟误差的方法
1.调整定时器初值:根据实际测量的时间误差,调整定时器的初值,使得定时器定时的时间更加准确。
2.优化中断处理程序:优化中断处理程序,减少中断响应的时间,提高中断响应的及时性。
四、提高时钟精度的建议
1.选择稳定性好的晶振:在选择晶振时,尽量选择稳定性好的晶振,以减少频率误差。
2.优化程序设计:优化程序设计,减少中断处理程序的复杂度,降低中断响应时间。
3.定期校准:定期对单片机时钟进行校准,以保证时钟的准确性。
KeilC51精确延时程序执行时间
Keil C51精确延时程序执行时间引言单片机因具有体积小、功能强、成本低以及便于实现分布式控制而有非常广泛的应用领域[1]。
单片机开发者在编制各种应用程序时经常会遇到实现精确延时的问题,比如按键去抖、数据传输等操作都要在程序中插入一段或几段延时,时间从几十微秒到几秒。
有时还要求有很高的精度,如使用单总线芯片DS18B20时,允许误差围在十几微秒以[2],否则,芯片无法工作。
用51汇编语言写程序时,这种问题很容易得到解决,而目前开发嵌入式系统软件的主流工具为C语言,用C51写延时程序时需要一些技巧[3]。
因此,在多年单片机开发经验的基础上,介绍几种实用的编制精确延时程序和计算程序执行时间的方法。
实现延时通常有两种方法:一种是硬件延时,要用到定时器/计数器,这种方法可以提高CPU的工作效率,也能做到精确延时;另一种是软件延时,这种方法主要采用循环体进行。
1使用定时器/计数器实现精确延时单片机系统一般常选用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。
第一种更容易产生各种标准的波特率,后两种的一个机器周期分别为1 μs和2 μs,便于精确延时。
本程序中假设使用频率为12 MHz的晶振。
最长的延时时间可达216=65 536 μs。
若定时器工作在方式2,则可实现极短时间的精确延时;如使用其他定时方式,则要考虑重装定时初值的时间(重装定时器初值占用2个机器周期)。
在实际应用中,定时常采用中断方式,如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时间的延时。
使用定时器/计数器延时从程序的执行效率和稳定性两方面考虑都是最佳的方案。
但应该注意,C51编写的中断服务程序编译后会自动加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC语句,执行时占用了4个机器周期;如程序中还有计数值加1语句,则又会占用1个机器周期。
这些语句所消耗的时间在计算定时初值时要考虑进去,从初值中减去以达到最小误差的目的。
2软件延时与时间计算在很多情况下,定时器/计数器经常被用作其他用途,这时候就只能用软件方法延时。
单片机定时器中断时间误差的分析及补偿
关 键 词 : 片 机 ; 时 器 ; 断 ; 差 单 定 中 误 中 图 分 类 号 : P 9 . T 3 17 文献标 识码 : A
A na y e n o p ns tng o i e e r l s s a d c m e a i ftm r orSCM i e n e r r tm ri r o
文 章编号 :0 (—9 3 ( 0 2)3—0 8 103 8 3 2 0 0 0 5—0 2
单 片 机 定 时 器 中 断 时 间 误 差 的分 析 及 补 偿
岳 伟 彬 ,张 元 瞍2 ,韦德 成3
( . 国民航黑 龙 江管理 局 设 备动力 部 , 1中 哈尔 滨
公司, 龙江 阿城 黑 100 5 3 0)
单 片 机 内部 一 般 有 若 干 个 定 时 器 。 如 8 5 0 1单 片 机 内部 有 定 时 器 0和定 时 器 1 。在 定 时 器 计 数 溢 出时 , 向 C U 发 出 中 断 请 求 。 当 C U 正 在 执 行 便 P P 某 指 令 或 某 中 断 服 务 程 序 时 , 响 应 定 时 器 溢 出 中 它 断 往 往 延 迟 一 段 时 间 。这 种 延 时 虽 对 单 片机 低频 控 制 系 统 影 响 甚 微 , 对 单 片 机 高 频 控 制 系 统 的 实 时 但 控 制 精 度 却 有 较 大 的 影 响 , 时 还 可 能 造 成 控 制 事 有 故 。为 扩 大 单 片 机 的 应 用 范 围 , 文 分 析 了 定 时 器 本 溢 出 中 断与 CP 响 应 中 断 的 时 间误 差 、 U 补偿 误 差 并 给 出 了实 例 。
1 0 7 ;2 哈 尔滨 市交 通局 附加 费办公室 , 50 9 . 黑龙 江 哈尔滨
51单片机精确延时程序
51 单片机精确延时程序51 单片机精确延时程序(晶振12MHz,一个机器周期1us.)几个精确延时程序: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.一. 500ms 延时子程序程序:.(晶振12MHz,一个机器周期1us.)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--);}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--);}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--);}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--);}void delay1s(void)//12M 晶振,延时999999.00us {unsigned char i,j,k;for(i=46;i>0;i--)for(j=152;j>0;j--)for(k=70;k>0;k--);}扩展阅读:单片机延时问题20 问。
单片机的延时与中断问题及解决方法
单片机的延时与中断问题及解决方法一、延时问题在单片机编程中, 经常需要生成一定延时时间, 延时一般实现方式有两种, 一种是软件延时, 另一种是硬件延时。
1. 软件延时软件延时是逐个扫描处理器的时钟脉冲, 每一个时钟周期执行一次循环程序, 每次循环的时间固定。
通过循环次数的控制, 达到延时的目的。
在软件延时期间,程序是被占用的,故需要考虑延时时间尽量短,同时不影响程序的执行。
实现代码:void delay(unsigned int x) //延时函数,x表示延时时间{unsigned int i,j;for(i=0;i<x;i++)for(j=0;j<1000;j++); //短跑}下面的例子是让板载LED在开启1秒、关闭1秒间缓慢闪烁,延时采用软件延时的方式:硬件延迟又称为定时器延迟, 定时器是一个独立的片内设备, 可以独立于CPU运行,定时器的时间不受程序的执行速度和被调用函数的影响, 它运行在一个专用的时钟上面,它具有高可靠性和高精度的特点。
单片机的周期性和准确性都是要靠定时器来完成的。
同时这种方法不影响CPU的其他操作,具有很好的实时性。
二、中断问题中断是单片机的一种重要功能,它可以让CPU在执行某个任务的同时立即执行另一个任务,这种即时响应的能力是单片机的一个最大优点,常常用来响应实时性较高的任务。
微控制器具有中断请求和响应功能的芯片,中断处理器独立于当前CPU的执行,即产生中断时CPU停止执行当前指令,转而执行中断程序处的指令,用完后从停止的地方继续执行当前程序。
根据取决于它们发生的原因,中断可以分为两类:内部中断和外部中断。
中断的优点:相对于软件循环,中断方式的优势主要体现在:实现简单,处理时间短,对CPU的干扰小,实现实时性强。
中断的缺点:1. 中断需要单片机芯片本身支持,若不支持,需通过其他芯片辅助实现。
2. 硬件结构较为复杂,且比较占用IO口。
3. 中断只有在硬件支持的情况下才能使用,所以其可移植性不强。
单片机的延时与中断问题及解决方法
单片机的延时与中断问题及解决方法一、延时问题延时是单片机编程常见的需求,常用于控制程序的执行时间和频率。
在使用单片机进行延时时,可能会遇到一些问题。
1.1 延时不准确由于单片机的工作频率与所用晶振有关,而晶振的精度有限,导致单片机的延时时间计算可能与实际延时时间有一定误差。
特别是在高精度延时要求的项目中,延时误差可能会造成系统功能异常。
解决方法:- 使用定时器来实现延时,可以提高延时的精度。
- 使用延时循环的方法时,可以通过调整循环次数来进行微调,以便达到所需的延时。
1.2 多任务延时问题在多任务系统中,可能需要同时进行多个任务的延时。
单片机是单核处理器,一次只能执行一个任务,导致同时进行多个任务的延时时,可能会有其中某个任务的延时未能准确实现。
解决方法:- 使用多线程或多进程的方式,通过操作系统进行任务调度,以实现多个任务的延时。
- 使用定时器和中断的方式,将延时任务放在中断服务函数中处理。
二、中断问题中断是单片机编程中常用的技术,用于在特定事件发生时,立即打断当前正常运行的程序,转而执行中断服务程序。
在使用中断时,可能会遇到一些问题。
2.1 中断优先级问题当多个中断事件同时发生时,需要根据其重要性来确定优先级。
在单片机中断系统中,可能会遇到中断优先级冲突的问题,导致某些重要的中断被忽略或延迟。
解决方法:- 根据所用单片机的特性,设置合理的中断优先级,保证重要的中断能够及时响应。
- 在中断服务程序中,尽量减少消耗时间较长的操作,以保证其他中断能够及时得到处理。
在一些需要多级中断处理的场景中,可能会出现中断嵌套的情况,即在一个中断服务程序中又发生了另一个中断。
如果中断嵌套深度过大,可能会导致系统性能下降或崩溃。
解决方法:- 合理设计中断嵌套深度,避免过多的中断嵌套。
- 在中断服务程序中,尽量避免执行过长的操作,以减少中断嵌套的发生。
外部中断是指通过外部引脚来触发中断,常用于实现外部事件的响应。
由于外部中断信号可能会存在抖动或干扰,导致中断信号的稳定性和可靠性问题。
51单片机内部时钟误差
51单片机内部时钟误差
(实用版)
目录
1.51 单片机内部时钟概述
2.误差原因分析
3.解决方法
4.总结
正文
【51 单片机内部时钟概述】
51 单片机是一种常见的微控制器,广泛应用于各种嵌入式系统中。
它内部有一个高增益的反相放大器,构成了振荡电路和时钟电路。
51 单片机的时钟精度误差问题是一个常见的问题,会影响到基于该单片机的电子时钟和定时控制系统的准确性。
【误差原因分析】
51 单片机内部时钟误差的主要原因有以下几点:
1.晶振频率误差:51 单片机的内部时钟是通过外部晶振的频率经过12 分频后提供的,晶振频率的精确度直接影响电子钟计时的准确性。
2.中断处理时间:51 单片机的定时中断是通过内部定时计数器溢出产生的,但是从中断请求到响应中断,需要 38 个机器周期。
这会导致电子时钟计时的不准。
【解决方法】
针对上述的误差原因,可以采取以下解决方法:
1.采用高精度晶振:虽然高精度晶振可以稍微提高电子钟计时的精确度,但是晶振并不是导致电子钟计时不准的主要因素,而且高精度的晶振
价格较高,所以不必采用此方案。
2.动态同步修正:在程序中,采用动态同步修正方法给定时计数器赋初值。
动态同步修正方法如下:由于定时计数器溢出后,又会从 0 开始自动加数,故在给定时计数器再次赋值前,先将定时计数器低位(TLO)中的值和初始值相加,然后送入定时计数器中,此时定时计数器的值才是准确的。
【总结】
虽然 51 单片机的内部时钟存在误差,但是通过采用动态同步修正方法,可以有效地提高电子时钟的精度。
软件解决51单片机由中断延时引起的计时误差
利用软件解决51单片机由中断延时引起的定时误差引言MCS-51单片机的中断响应延迟时间,取决于其它中断服务程序是否在进行,或取决于正在执行的是什么样的指令。
单中断系统中的中断响应时间为3~8个机器周期[1]。
无论是哪一种原因引起的误差,在精确定时的应用场合,必须考虑它们的影响,以确保精确的定时控制。
根据定时中断的不同应用情况,应选择不同的精确定时编程方法文中以定时器T1工作在定时方式1为例,晶振频率为12MHz 。
1 方法1在定时器溢出中断得到响应时,停止定时器计数,读出计数值(反映了中断响应的延迟时间),根据此计数值算出到下一次中断时,需多长时间,由此来重装载和启动定时器。
例如定时周期为1ms,则通常定时器重装载值为-1000(0FC18H)。
下面的程序在计算每个定时周期的精确重装载值时,考虑了由停止计数(CLR TR1)到重新启动计数(SETB TR1)之间的7个机器周期时间。
程序中#LOW(-1000+7)和#HIGH(-1000+7)是汇编符号,分别表示-1000+7=0FC1FH这个立即数的低位字节(1FH)和高位字节(0FCH)。
......CLR EA ;禁止所有中断CLR TR1 ;停止定时器T1MOV A,#LOW(-1000+7) ;期望数的低位字节ADD A,TL1 ;进行修正MOV TL1,A ;重装载低位字节MOV A,#HIGH(-1000+7) ;对高位字节处理ADDC A,TH1MOV TH1,ASETB TR1 ;重启动定时器SETB EA ;重开中断......适用范围:此方法适用于各种原因造成的定时误差的情况,为通用方法。
2 方法2假如定时周期为10ms,通常定时器重装载值为0D8F0H,中断子程序如下[2]:ORL TL1,#0F0HMOV TH1,#0D8H......适用范围:这里用ORL TL1,#0F0H代替MOV TL1,#0F0H 可提高定时精度。
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利用软件解决51单片机由中断延时引起的定时误差
引言
MCS-51单片机的中断响应延迟时间,取决于其它中断服务程序是否在进行,或取决于正在执行的是什么样的指令。
单中断系统中的中断响应时间为3~8个机器周期[1]。
无论是哪一种原因引起的误差,在精确定时的应用场合,必须考虑它们的影响,以确保精确的定时控制。
根据定时中断的不同应用情况,应选择不同的精确定时编程方法
文中以定时器T1工作在定时方式1为例,晶振频率为12MHz 。
1 方法1
在定时器溢出中断得到响应时,停止定时器计数,读出计数值(反映了中断响应的延迟时间),根据此计数值算出到下一次中断时,需多长时间,由此来重装载和启动定时器。
例如定时周期为1ms,则通常定时器重装载值为-1000(0FC18H)。
下面的程序在计算每个定时周期的精确重装载值时,考虑了由停止计数(CLR TR1)到重新启动计数(SETB TR1)之间的7个机器周期时间。
程序中#LOW(-1000+7)和#HIGH(-1000+7)是汇编符号,分别表示-1000+7=0FC1FH这个立即数的低位字节(1FH)和高位字节(0FCH)。
......
CLR EA ;禁止所有中断
CLR TR1 ;停止定时器T1
MOV A,#LOW(-1000+7) ;期望数的低位字节
ADD A,TL1 ;进行修正
MOV TL1,A ;重装载低位字节
MOV A,#HIGH(-1000+7) ;对高位字节处理
ADDC A,TH1
MOV TH1,A
SETB TR1 ;重启动定时器
SETB EA ;重开中断
......
适用范围:此方法适用于各种原因造成的定时误差的情况,为通用方法。
2 方法2
假如定时周期为10ms,通常定时器重装载值为0D8F0H,中断子程序如下[2]:
ORL TL1,#0F0H
MOV TH1,#0D8H
......
适用范围:这里用ORL TL1,#0F0H代替MOV TL1,#0F0H 可提高定时精度。
此方法只适用于重装载值低位字节的低4位为零,且中断响应的延迟时间小于16个机器周期的情况。
类似的定时器重装载值有0FFF0H,0FFE0H等。
3 方法3
假如定时周期为1ms,通常定时器重装载值为0FC18H,中断子程序如下:
MOV A,#LOW(-1000+4) ;期望数的低位字节
ADD A,TL1
MOV TL1,A
MOV A,#HIGH(-1000+4) ;对高位字节处理
ADDC A,TH1
MOV TH1,A
DEC TL1 ;恢复提前了的2个机器周期
......
这种方法中不停止定时器计数过程,若在执行指令ADDC A,TH1 或MOV TH1,A时,恰好产生TL1溢出向TH1进位的情况,则TH1的值就不对了,会产生更大的误差。
为此,程序段开头为重装载值加4,若有溢出进位,则可提前发生,其中2个机器周期是考虑到为TL1重装载占用的时间。
适用范围:此方法适用于系统中无其它更高优先级中断源的情况。
若类似方法1,在程序段开头和结尾分别加上禁止所有中断(CLR EA)和开中断(SETB EA)指令,则将适用于所有情况。
4 方法4
假如定时周期不确定,只知道定时器重装载值存放在寄存器R3、R2中,中断子程序如下:
MOV A,#05H ;3个机器周期装载TL1,2个周期提前
ADD A,TL1
ADD A,R2
MOV TL1,A
MOV A,R3 ;处理高位字节
ADDC A,TH1
MOV TH1,A
DEC TL1 ;恢复提前了的2个机器周期
......
适用范围:此法适用于定时周期不确定的情况,其它同方法3。
5 方法5
当定时中断发生的位置可预知时,通常出现在主程序的AJMP $ (或SJMP $)等待指令处,中断延迟时间为3个或4个机器周期。
取固定值4可简化补偿程序。
以定时周期1ms为例,中断子程序如下:
ORG 001BH
MOV TL1,#LOW(-1000+4)
MOV TH1,#HIGH(-1000+4)
......
适用范围:此方法适用于定时中断总发生在同一条指令位置,且无其它中断源的情况。
结语
上述5种方法误差均不超过1个机器周期,其中方法1、3、4较为通用,适用于任何情况,但程序较长;方法2、5简单,但必须注意满足对应条件,才能使用。
当然,也还有其它方法[3],但比较烦琐,并不理想,这里不一一介绍。