单片机定时器中断时间误差的分析及补偿(精)
单片机定时器的应用与误差纠正(精)
单片机定时器的应用与误差纠正单片机定时器的应用与误差纠正王暄(陕西师范大学物理学与信息技术学院，陕西西安710062)摘要：对MCS-51单片机定时器的原理与使用中的几个关键问题进行了讨论，给出定时器的使用方法与误差补偿方法，并给出了实现程序。
1前言定时器是MCS-51单片机非常重要的组成部分，由于其应用与单片机的其他硬件相关，存在着一定的复杂性[1]。
而定时器是单片机应用中解决某类复杂问题的最有为效的方法，应用非常广泛。
随着定时要求的提高，在定时处理过程中所带来的误差需要校正[2]，本文就MCS-51单片机的使用方法与误差校正方法进行了讨论，并给出通用算法与程序。
2定时器工作方式与方式设置MCS-51单片机有两路独立的定时器，每路定时器有4种工作方式（0～3），方式0是13位计数结构，计数器由TH全部8位与TL的低5位构成；方式1是16位计数结构，计数器由TH与TL全部8位共16位组成；方式2是8位计数结构方式，计数器由TL8位组成，与其他方式不同的是,当定时溢出时，硬件自动将TH的值装入TL中，有自动加载功能。
前三种工作方式，两路定时器的设置与使用完全相同，但在工作方式3下，两路定时器有很大差别，只有0路定时器可以工作在方式3下，1路定时器只能工作在方式0～2下，在工作方式3下，0路定时器被拆分成两个独立的8位计数器TL0与TH1，其中0路定时器的各控制位和引脚信号全归TL0使用，因此TH0只能做简单的定时器使用，其控制位占用了1路定时器的控制位，如果0路定时器工作在方式3下，1路定时器由于让出了所属控制位，通常作为串行口波特率发生器[3]。
定时器的工作方式选择主要依靠设置TMOD寄存器的值，其各位定义如下：位序 B7 B6 B5 B4 B3 B2 B1 B0 位符号 GATE C/T M1 M0 GATE C/T M1 M0其中，B0～B3用来控制0路定时器，B4～B7用来控制1路定时器。
单片机定时器中断时间误差原因分析
单片机定时器中断时间误差原因分析在单片机定时器的应用过程中，在中断时间设置方面出现误差是工程师们最不愿见到的错误之一。
那么，都是哪些原因导致了单片机定时器的中断时间设置出现了误差呢?这些误差的的严重程度又是怎样的呢?在今天的文章中，我们将会针对这一问题展开总结和分析。
在单片机定时器的实际应用过程中，产生单片机定时器溢出中断与CPU响应中断的时间误差，通常来说有两个原因。
一个是定时器溢出中断信号时，CPU正在执行某指令。
而另一个原因就是定时器溢出中断信号时，CPU正在执行某中断服务程序。
下面我们将会就这两种造成误差的原因展开分别分析。
CPU正在执行某指令时的误差在单片机定时器的使用过程中，由于CPU正在执行某指令时所造成的误差，是导致中断时间设置出现误差的重要原因。
由于CPU正在执行某指令，因此它不能及时响应单片机定时器的溢出中断。
当CPU执行此指令后再响应中断所延迟的最长时间为该指令的指令周期，即误差的最大值为执行该指令所需的时间。
由于各指令都有对应的指令周期，因此这种误差将因CPU正在执行指令的不同而不同。
如定时器溢出中断时，CPU正在执行指令MOVA,Rn，其最大误差为1个机器周期。
而执行指令MOVRn、direct时，其最大误差为2个机器周期。
当CPU正在执行乘法或除法指令时，最大时间误差可达4个机器周期。
在8051单片机指令系统中，多数指令的指令周期为1-2个机器周期，因此最大时间误差一般为1-2个机器周期。
若振荡器振荡频率为fosc。
而当CPU正在执行指令的机器周期数为Ci，则最大时间误差为Δtmax1=12/fosc乘以Ci(us)。
例如fosc=12MHZ，CPU正在执行乘法指令(Ci=4)，此时的最大时间误差可通过公式计算为：。
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引言单片机作为嵌入式系统中不可或缺的组成部分，其性能和稳定性对系统的整体运行起着至关重要的作用。
而延时和中断作为单片机应用中常见的问题，对于系统的性能和稳定性有着直接的影响。
掌握延时与中断的原理和解决方法对于单片机的应用至关重要。
一、延时的原理及问题延时是单片机应用中常见的问题，其原理是通过在程序中添加一定数量的循环指令来实现一定的时间延迟。
由于单片机的工作频率与外部环境的不确定性，导致延时精度问题成为单片机应用中需要解决的难题。
在单片机中，延时的实现通常有两种方式，一种是软件延时，另一种是硬件延时。
软件延时是通过控制循环指令的次数来实现延时的效果，而硬件延时则是通过单片机内部的定时器或者外部的晶振来实现延时。
软件延时由于受到单片机工作频率的影响，因此延时的精度较低，而且对于不同的单片机，延时的时长也不尽相同。
而硬件延时的精度相对较高，但需要依赖外部的晶振或定时器，对于一些资源受限的系统来说，硬件延时会增加系统的成本和复杂度。
延时在实际应用中还会出现一些问题，比如在进行延时的单片机无法进行其他的任务处理，这就会影响系统的实时性和响应速度。
在实际应用中，需要考虑延时的实现方式和精度，以及对系统性能的影响。
中断是单片机应用中常见的问题，其原理是通过在程序中设置中断触发条件，在满足条件时自动调用相应的中断服务程序来进行处理。
中断可以分为外部中断和内部中断，外部中断是通过外部引脚来触发，而内部中断则是通过系统内部的定时器或者外部设备触发。
中断的使用可以大大提高系统的实时性和响应速度，但同时也会引入一些问题。
中断服务程序的编写和调用比较复杂，需要考虑中断处理的优先级和时序关系，以及中断服务程序的执行时间。
中断的使用还会增加系统的复杂度和功耗，对系统的稳定性和可靠性也会产生影响。
中断的使用还会引入一些竞争和冲突问题，比如多个中断同时触发时，需要考虑中断的优先级和处理顺序。
在实际应用中，需要考虑如何合理地使用中断，以充分发挥中断的优势，同时避免中断带来的问题。
单片机定时器的应用与误差纠正
中图分类 号 ： Ｎ ０ Ｔ ４９
文献标 识码 ： Ａ
文 章编号 ： ５ ３— ７ ５ ２ ０ ） ５—０ ４ ０ １６ ４ ９ （０ ２ ０ ０ ６— ３
２ 定 时器 工 作 方 式 与 方 式 设 置
ＭＣ ．１ 片机 有两路 独立 的定 时 器 ，每 路定 时 Ｓ５ 单 器有 ４种 工作方 式 （ ０～３ ， 式 ０是 １ ）方 ３位计数 结构 ， 计数器 由 Ｔ Ｈ全部 ８ 与 Ｔ 位 Ｌ的低 ５位构成 ； 方式 １ 是 ｌ 位 计 数结构 ， ６ 计数 器 由 Ｔ Ｈ与 Ｔ Ｌ全部 ８位共 １ 位 ６ 组成 ； 式 ２是 ８位计 数结 构方 式 ， 方 计数 器 由 Ｔ ８位 Ｌ 组成 ． 与其他 方式不 同的是 ， 当定 时溢 出时 ， 硬件 自动 将Ｔ Ｈ的值 装 人 Ｔ Ｌ中 ， 自动加 载 功能 。 有 前三 种工作 方式 ， 两路 定时 器的设 置与使用 完 全相 同 ， 在工作 但 方 式 ３下 ，两路定 时器有 很大差 别 ， 只有 ０路定 时器 可 以工 作在 方 式 ３下 ，１ 定 时 器 只 能工 作 在 方 式 路 其 中 ，３～Ｂ 用来 控制 ０路定 时器 ， 来控制 １ ｏ Ｂ ～Ｂ 用
单 片机 定 时器的应 用与误 差 纠正
Ｔ Ｄ中写 入相应数 ， ＭＯ 如设 置 ０路 定时器 工作 在定 时 方式 ０下 ，１ 路定 时器工 作在 方式 １ ，则应 用下列 下 指令设 置：
Ｍ ＯＶ ＴＭ ＯＤ， ０Ｈ ＃１
文 就 ＭＣ ．１单 片 机 的 使用 方 法与 误 差 校 正 方 法 进 Ｓ５
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)。
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。
for(i=0,i<100;i++)for(j=0,j<100;j++)我觉得时间是100*100*1us=10ms,怎么会是100ms答:不可能的,是不是你的编译有错的啊我改的晶振12M,在KEIL 4.0 里面编译的,为你得出的结果最大也就是40ms,这是软件的原因,不可能出现100ms那么大的差距,是你的软件的原因。
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概述在单片机的应用开发中，延时和中断是两个非常重要的概念。
延时是指在程序中暂停一段时间，而中断是指在程序执行过程中突然打断当前的执行流程去处理其他事务。
延时和中断的使用对于单片机的应用开发非常重要，合理的使用可以提高程序的效率和可靠性。
在实际开发中，延时和中断也经常会遇到一些问题。
本文将针对单片机的延时和中断问题进行分析，并提出相应的解决方法。
延时问题及解决方法延时是指在程序执行过程中暂停一段时间。
单片机中常用的延时方法有软件延时和硬件延时两种。
软件延时是通过在程序中执行循环来实现延时的。
例如：void delay(unsigned int time){while(time--);}硬件延时是通过单片机内部的定时器来实现延时的。
在51单片机中可以通过配置定时器的初值和工作模式来实现延时。
在实际开发中，延时经常会遇到一些问题。
延时时间不准确，延时过长或过短等。
造成这些问题的原因有很多，常见的原因包括系统时钟频率不准确、程序执行过程中被中断打断、延时中使用了未初始化的变量等。
为了解决这些问题，可以采取一些措施。
要确保系统时钟频率的准确性。
一般来说，单片机的延时是通过系统时钟来实现的，如果系统时钟频率不准确，那么延时时间也会不准确。
要确保系统时钟频率的准确性。
一种简单的方法是通过外部晶振来提供时钟信号，另一种方法是通过软件校准系统时钟频率。
要避免在延时中使用未初始化的变量。
在C语言中，未初始化的变量的值是不确定的，因此在延时中使用未初始化的变量可能会导致延时时间不准确。
在延时前要确保所使用的变量已经正确初始化。
要避免在延时中被中断打断。
在单片机的程序执行过程中，可能会发生各种中断事件，如果在延时中被中断打断，那么延时时间也会不准确。
为了避免这种情况，可以在延时前禁止所有中断，延时结束后再使能中断。
中断问题的解决方法主要包括中断优先级的设置、中断屏蔽和中断标志的清除。
中断优先级的设置是非常重要的。
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是指单片机在执行程序时，暂停一段时间，等待某个事件的发生或完成。
通常，延时常常是用于实现各种功能的操作，例如指示灯闪烁、发声器发出声音、读取传感器数据等等。
单片机的延时通常会由于外部因素产生不同的影响，因此需要根据实际需求选择合适的延时控制方式。
单片机的中断是指单片机由于外部因素或内部因素而暂停当前任务去响应其他事件的过程。
中断机制在单片机中发挥着重要的作用，它可以提高单片机的效率和准确性，同时提供实现多任务系统、异步事件处理等功能的能力。
因此，对于单片机开发人员来说，掌握中断机制的原理和应用是非常重要的。
在单片机的设计和开发过程中，延时和中断机制是必不可少的技术手段。
下面我们将详细介绍单片机的延时和中断机制，并提供一些解决方法供读者借鉴。
1、软件延时单片机的软件延时是通过控制程序执行的步骤和时间来实现的。
常用的方法有循环延时、定时器延时和误差修正延时。
（1）循环延时循环延时是利用循环语句进行延时的方法。
通常使用for循环语句，循环次数由延时的时间和单片机的主频决定。
例如，下面的代码可以实现一个大约1s的延时：for(int i=0;i<30000;i++){for(int j=0;j<100;j++);}这段代码主要是通过两个for循环语句来实现的。
外层的循环让程序执行30000次，内层的循环则是让其每循环一次暂停100微秒。
根据微秒数的定义以及单片机时钟周期的计算，可以计算出程序运行了大约1s的时间。
虽然循环延时是一种简单有效的方法，但存在延时不准确、占用CPU时间长等问题，所以只建议在简单应用场景中使用。
（2）定时器延时void timer_delay(void){T0CTL = 0x80; //打开定时器0T0CLK = 2; //选择定时器时钟源T0CNTL = 0; //定时器计数器清零while(T0CNTL<245); //循环等待计数器溢出T0CTL = 0; //关闭定时器0}在这段代码中，定时器0的中断服务程序是利用T0中断的机制实现的。
单片机的延时与中断问题及解决方法9篇
单片机的延时与中断问题及解决方法9篇第1篇示例：单片机的延时与中断问题及解决方法在单片机的开发中，延时和中断是两个非常重要的问题。
延时是指在程序中需要暂停一段时间执行某些操作，而中断是指程序执行到一定的条件时需要立即转到另一个程序或者执行一些指定的操作。
这两个问题的处理直接影响到单片机的性能和稳定性。
延时问题是指在单片机程序中需要暂停一段时间执行某些操作。
延时的实现方法有很多种，一般情况下可以通过循环计数、定时器计数等方式来实现。
在单片机的开发中，延时的准确性和稳定性是非常重要的，不合适的延时会导致程序执行不稳定，或者无法达到所需的效果。
在单片机中，延时的实现方法有多种，常见的有软件延时、硬件延时和定时器延时。
软件延时是通过循环计数来实现的，这种方法简单易用，但是延时时间不够精确，而且延时期间单片机无法执行其他任务。
硬件延时是通过外部电路或器件来实现的，这种方法延时准确性比较高，但是需要外部器件的支持，且往往比较复杂。
定时器延时是利用单片机内部的定时器来实现的，这种方法不仅延时准确性高，而且可以同时执行其他任务，是一种比较理想的延时方法。
对于中断问题，中断是指程序执行到一定条件时需要立即转到另一个程序或者执行一些指定的操作。
中断可以分为外部中断和定时器中断，外部中断是指外部硬件信号引起的中断，而定时器中断是指定时器计数到达一定值引起的中断。
处理中断问题需要注意中断优先级的设置和中断服务程序的编写。
中断优先级的设置是指在多个中断同时发生时，系统根据一定的规则来确定哪个中断优先级更高，应先处理。
中断服务程序的编写是指在中断发生时，系统要执行哪些操作。
合理的中断处理可以提高单片机的性能和稳定性。
单片机中断的实现方式有多种，常见的有软件中断和硬件中断。
软件中断是通过程序来实现的，这种中断的响应速度较慢，适合处理一些不需要立即执行的任务。
硬件中断是通过外部硬件信号来触发的，这种中断的响应速度很快，适合处理一些需要立即执行的任务。
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
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随着单片机应用的广泛，它的延时和中断问题成为了开发者关注的焦点。
本文将针对这两个问题进行探讨，并给出相应的解决方法。
在单片机的应用中，经常需要一定的延时。
延时有两种实现方式：1. 软件延时：利用单片机的定时器或者计数器实现。
通过设定定时器的初值和工作模式，可以得到精确的延时时间。
我们希望延时1秒钟，可以设置一个1000ms的定时器，然后进入循环判断定时器是否达到设定值，达到则退出循环。
2. 硬件延时：利用外部硬件电路实现延时。
这种方式的延时精度较高，但是需要额外的硬件电路支持，相对复杂一些。
针对延时问题，我们可以采取以下解决方法：1. 选择合适的延时方式：软件延时和硬件延时各有优劣，开发者可以根据具体应用场景选择合适的延时方式。
2. 调试延时程序：在开发过程中，可以通过在延时程序中加入调试信息，如打印当前延时时间等，来判断是否存在延时问题，以及确定问题所在。
可以通过改变定时器的工作模式、调整定时器的初值等参数，来优化延时效果。
3. 使用延时函数库：延时操作是单片机开发中很常见的操作，有很多延时函数库可供使用。
这些函数库通常经过测试和优化，可以提供较为稳定和准确的延时效果。
中断是单片机开发中常用的一种机制，可以及时响应外部输入或内部事件。
在使用中断时也会遇到一些问题：1. 中断优先级：当多个中断同时发生时，需要设置不同中断的优先级，以确保先处理较为重要的中断。
可通过配置中断相关寄存器来设置中断优先级，其中有些单片机可以实现硬件自动判断和调整中断优先级。
2. 中断嵌套：有些情况下，中断可能会在其他中断的中间发生。
这种情况下，需要对中断进行嵌套处理。
嵌套中断的实现方法和优先级设置有关，可以使用优先级判断和保存/恢复中断状态等方法来处理嵌套中断。
3. 中断处理时间过长：如果中断处理时间过长，会导致其他中断被延迟或错过。
在编写中断服务函数时，应尽量减少代码量和运行时间，避免出现延迟问题。
单片机应用系统定时时间的误差分析
当定时例‘ 器设 置为定时工作方式 时 ， 数 计数器对 和 重装 载初 值 引起 的 ；若 采用 中断 方式 实现 定 时 ， 内部机器周期计数 ， 每过一个机器周期计数值增加 １ ， 直至计数器溢 出 ，因此定时器的定时时 间与系统的振 响应 中断 ，如果满 足了 中断响应条件 ，中断响应 延迟 荡频率 紧密相关 ．例如 ，８ Ｃ １单片机的一个机器周 时 间至少需 要 ３ ０５ 个完整 的机器周 期 ． 期由 １ ２个振荡脉 冲组成 ，如果单 片机 系统采用的是 １ ｚ晶振 ， ２ ＭＨ 则计 数频率为 １ ｚ 计数周期 为 １ ｓ ＭＨ ， ， ｇ 适 当地选择定时器 的初值可 获取各 种定时时间 ．
提高 ，在运算 、逻 辑控制 、智能化方 面显 示 出非凡 的 定 时 ／ｔ 器 的 方 式 寄存 器 Ｔ Ｄ 和 控 制 寄 存 器 ｉ数 ＭＯ Ｃ Ｎ完成 的 ．由于定 时斛 数器 的功能是 由软件编程 优势 ，在很大程度 上取代 了原来 由数字逻 辑 电路 、运 Ｔ Ｏ 所 算放 大电路组成 的检测 、控制 电路 ．在单 片机应用系 确定 的 ， 以一般在使 用定时肘 数器前都要对其进行 统 中 ，通 常需要 实现精确定 时 ，以满 足实时控制 的要 初 始化 ．初 始化 步骤如 下 ：（）确定 工作方式 ——对 １
文
桦 ，彭彦华 ：单片机应用系统定时时间的误差分析
・ ９・ ３
间也 不超 过 ５ 完整的机器周期 ．所 以 ，无嵌套 的单 个
中断系统 的 中断响应延迟 时间为 ３ ８ 机器周期 ． －个
２ 定时／ 计数器定时时 间误差 的补偿方 法
（ Ｆ １Ｈ） ０ Ｃ ８ ，如果不停止定 时器 的计数 ，则 中断子 程 序如下 ：
１ 定时工作原 理 ． １
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。
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（Microcontroller）是一种在单个芯片上集成了CPU、存储器和输入输出设备等外围设备的计算机系统。
在嵌入式系统中，延时和中断（Interrupt）是常用的两种技术。
延时是一种在程序中等待一定时间的技术，而中断是一种在程序执行的任意时刻打断程序执行的技术。
本文将着重介绍单片机的延时和中断问题及解决方法。
在嵌入式系统中，延时是一种非常常见的操作。
当我们需要在程序中等待一段时间时，我们通常使用延时功能实现。
1.1 延时方式单片机的延时主要有“循环延时”和“计时器延时”两种方式：1）循环延时：单片机的工作频率通常是固定的，我们可以通过循环来实现延时操作。
循环延时的原理是用空语句填充时间，实现等待计时的效果。
示例如下：//循环5次延时一秒钟void delay(){int i, j;for (i = 0; i < 5; i++)for (j = 0; j < 10000; j++);}2）计时器延时：单片机内部集成了计时器，我们可以利用它的定时功能来实现延时。
计时器定时的原理是利用定时器预定的时间周期，到达预定时间周期后，计时器会自动重置，并向中断向量发送中断请求。
这种延时方式精度高，不受循环次数和代码优化的影响。
示例如下：//定时器延时一秒钟void delay(){TMOD = 0x01; //模式1：16位定时器模式TH0 = (65536-50000)/256; //赋上载值TL0 = (65536-50000)%256;TR0 = 1; //启动定时器while(TF0==0); //等待中断TR0 = 0; //停止定时器TF0 = 0;}1.2 延时精度问题延时精度是指出现误差的几率，因此延时的精度较高的情况下，误差几率会降低。
在单片机中，延时的精度受多种因素影响，如微处理器主频、指令执行的时间、数据访问等等。
循环延时精度较低，由于循环延迟的时间是由程序中指令的执行时间来决定的，程序指令执行时间与CPU主频相等，因此循环延时的精度会受到CPU主频的影响。
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单片机定时器中断时间误差的分析及补偿作者冰晓日期 2009-1-8 8:09:00
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摘要:本文分析了单片机定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断的时间误差，并给出了补偿误差的方法和实例。
关键词:单片机; 定时器; 中断; 误差
１前言
单片机内部一般有若干个定时器。
如８０５１单片机内部有定时器０和定时器１。
在定时器计数溢出时，便向ＣＰＵ发出中断请求。
当ＣＰＵ正在执行某指令或某中断服务程序时，它响应定时器溢出中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，但对单片机高频控制系统的实时控制精度却有较大的影响，有时还可能造成控制事故。
为扩大单片机的应用范围，本文介绍它的定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断的时间误差、补偿误差的方法和实例。
２误差原因、大小及特点
产生单片机定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断的时间误差有两个原因。
一是定时器溢出中断信号时，ＣＰＵ正在执行某指令；二是定时器溢出中断信号时，ＣＰＵ正在执行某中断服务程序。
２．１．ＣＰＵ正在执行某指令时的误差及大小
由于ＣＰＵ正在执行某指令，因此它不能及时响应定时器的溢出中断。
当ＣＰＵ执行此指令后再响应中断所延迟的最长时间为该指令的指令周期，即误差的最大值为执行该指令所需的时间。
由于各指令都有对应的指令周期，因此这种误差将因ＣＰＵ正在执行指令的不同而不同。
如定时器溢出中断时，ＣＰＵ正在执行指令ＭＯＶＡ，Ｒｎ，其最大误差为１个机器周期。
而执行指令ＭＯＶＲｎ, ｄｉｒｅｃｔ时，其最大误差为２个机器周期。
当ＣＰＵ正在执行乘法或除法指令时，最大时间误差可达４个机器周期。
在８０５１单片机指令系统中，多数指令的指令周期为１～２个机器周期，因此最大时间误差一般为１～２个机器周期。
若振荡器振荡频率为ｆｏｓｃ,ＣＰＵ正在执行指令的机器周期数为Ｃｉ，则最大时间误差为Δｔｍａｘ１＝１２／ｆｏｓｃ×Ｃｉ(ｕｓ)。
例如ｆｏｓｃ＝１２ＭＨＺ,ＣＰＵ正在执行乘法指令（Ｃｉ＝４），此时的最大时间误差为：
Δｔｍａｘ１＝１２／ｆｏｓｃ×Ｃｉ＝１２／（１２×１０６）×４＝４×１０－６(ｓ)＝４(μｓ)
２．２ＣＰＵ正在执行某中断服务的程序时的误差及大小
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。
因此，最大时间误差Δｔｍａｘ２为：
Δｔｍａｘ２＝（Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３＋Ｔ４）１２／ｆｏｓｃ＝（２＋Ｔ２＋２＋４）１２／ｆｏｓｃ＝１２（Ｔ２＋８）／ｆｏｓｃ
若设ｆｏｓｃ＝１２ＭＨＺ，则最大时间误差为：
Δｔｍａｘ２＝１２（Ｔ２＋８）／ｆｏｓｃ＝１２（Ｔ２＋８）／１２×１０６＝（Ｔ２＋８）×１０－６（ｓ）＝Ｔ２＋８（μｓ）。
由于上式中Ｔ２一般大于８，因此，这种时间误差一般取决于正在执行的中断服务程序。
当ＣＰＵ正在执行中断返回指令ＲＥＴＩ、或正在读写ＩＥ或ＩＰ指令时，这种误差在５个机器周期内。
２．３误差非固定性特点
定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断的时间误差具有非固定性特点。
即这种误差因ＣＰＵ正在执行指令的不同而有相当大的差异。
如ＣＰＵ正在执行某中断服务程序，这种误差将远远大于执行一条指令时的误差。
后者误差可能是前者误差的几倍、几十倍、甚至更大。
如同样只执行一条指令，这种误差也有较大的差别。
如执行乘法指令ＭＵＬＡＢ比执行ＭＯＶＡ，Ｒｎ指令的时间误差增加了３个机器周期。
这种误差的非固定不仅给误差分析带来不便，同时也给误差补偿带来困难。
３误差补偿方法
由于定时器产生溢出中断与ＣＰＵ响应中断请求的时间误差具有非固定性，因此，这种误差很难用常规方法补偿。
为此，本文介绍一种新方法。
现介绍该方法的基本思路、定时器新初值及应用情况。
３．１基本思路
为使定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断实现同步，该方法针对中断响应与中断请求的时间误差，对定时器原有的计数初值进行修改，以延长定时器计数时间，从而补偿误差。
在该方法中，当定时器溢出中断得到响应后，即停止定时器的计数，并读出计数值。
该计数值是定时器溢出后，重新从ＯＯＨ开始每个机器周期继续加１所计的值。
然后，将这个值与定时器的停止计数时间求和。
若在定时器原计数初值中减去这个和形成新计数初值，则定时器能在新计数初值下使溢出中断与ＣＰＵ响应中断实现同步，从而达到误差的补偿要求。
３．２定时器新计数初值
若定时器为计数方式，操作方式为１，则计数器初值Ｘ０＝２１６－ｔ０×ｆｏｓｃ／１２。
式中ｆｏｓｃ为振荡器的振荡频率。
ｔ０为需要定时的时间，也为中断的间隔时间。
Ｘ０为定时器原计数初值。
在对定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断时间误差进行补偿时，定时器的新计数初值Ｘ１为：
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和。
ｔ２为定时器溢出中断后，重新从ＯＯＨ开始直至计数器停止时计的值。
在误差补偿中，若将定时器计数初值Ｘ１取代Ｘ０，则可使定时器下次的溢出中断与ＣＰＵ响应中断实现同步。
３．３实例
要求补偿定时器每１ｍｓ产生一次溢出中断时的中断响应延迟的误差。
若振荡器振荡频率ｆｏｓｃ＝１２ＭＨＺ，定时器工作在计数方式，工作模式为１，则补偿中断响应时间误差时的定时器新初值Ｘ１为：
Ｘ１＝２１６－ｔ３× ｆｏｓｃ／１２＝２１６－（ｔ０＋ｔ１）－ｔ２＝２１６－（１０００＋１３）－ｔ２
误差补偿程序为：
……
０ＣＬＲＥＡ；关ＣＰＵ中断
１ＣＬＲＴＲｉ；停止定时器计数
２ＭＯＶＲ０，＃ＯＯＨ；Ｒ０清零
３ＭＯＶＲ０，＃ＬＯＷ（２１６）；定时器最大计数值的低８位送Ｒ０
４ＭＯＶＡ，Ｒ０
５ＳＵＢＢＡ，＃ＬＯＷ（１０００＋１３）；２１６的低８位减去（ｔ０＋ｔ１）的低８位送累加器Ａ
６ＳＵＢＢＡ，ＴＬｉ；２１６的低８位减去（ｔ０＋ｔ１＋ｔ２）的低８位送ＴＬｉ
７ＭＯＶＴＬｉ，Ａ
８ＭＯＶＲ０，＃ＯＯＨ；Ｒ０清零
９ＭＯＶＲ０，＃ＨＩＧＨ（２１６）；２１６的高８位送Ｒ０
１０ＭＯＶＡ，Ｒ０
１１ＳＵＢＢＡ，＃ＨＩＧＨ（１０００＋１３）；２１６的高８位减去（ｔ０＋ｔ１）的高８位送Ａ
１２ＳＵＢＢＡ，ＴＨｉ；２１６的高８位减去（ｔ０＋ｔ１＋ｔ２）的高８位送Ａ
１３ＭＯＶＴＨｉ，Ａ
１４ＳＥＴＢＴＲｉ；重新启动定时器
……
在上式和上段程序中，由于ｆｏｓｃ＝１２ＭＨＺ，中断间隔时间为１ｍｓ，因此ｔ０的机器周期数为１０００。
由于第１条指令到第１４条指令的指令周期的机器周期数之和为１３，因此，ｔ１为１３个机器周期。
ＣＰＵ虽在执行第一条指令ＣＬＲＴＲｉ后停止定时器计数，但在ＴＬｉ、ＴＨｉ中分别保存了ｔ２的低位数据和高位数据。
４结束语
由于本文介绍的误差补偿方法能对定时器溢出中断与ＣＰＵ响应中断的非固定性时间误差进行有效补偿，因此，该方法对于提高高频控制系统实时控制精度和扩大单片机应用范围都有较高的实用价值。