单片机c延时时间怎样计算
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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
可以看出，0x000F～0x0017 一共 8 条语句，分析语句可以发现并不是每条语句都执行 DlyT 次。核心循环只有 0x0011~0x0017 共 6 条语句，总共 8 个机器周期，第 1 次循环先执行“CLR A”和“MOV R6，A”两条语句，需要 2 个机器周 期，每循环 1 次需要 8 个机器周期，但最后 1 次循环需要 5 个机器周期。DlyT 次核心循环语句消耗（2+DlyT×8+5）个机 器周期，当系统采用 12 MHz 时，精度为 7 μs。
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。下面介绍几种软件延时的方法。 2.1??短暂延时
可以在 C 文件中通过使用带_NOP_( )语句的函数实现，定义一系列不同的延时函数，如 Delay10us( )、Delay25us( )、 Delay40us( )等存放在一个自定义的 C 文件中，需要时在主程序中直接调用。如延时 10 μs 的延时函数可编写如下：
次 LCALL 指令（2 μs），然后执行两次 Delay40us( )函数（84 μs），所以，实际延时时间为 86 μs。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 Delay10us( )，此时 的延时时间为 82 μs。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。 2.2??在 C51 中嵌套汇编程序段实现延时
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
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，允许误差范围在十几微秒以内[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。
当然也可以不用打开 Performance Analyzer window，这时观察左边工具栏秒（SEC）项。全速运行时，时间不变， 只有当程序运行到断点处，才显示运行所用的时间。 3??总结
本文介绍了多种实现并计算延时程序执行时间的方法。使用定时器进行延时是最佳的选择，可以提高 MCU 工作效率， 在无法使用定时器而又需要实现比较精确的延时时，后面介绍的几种方法可以实现不等时间的延时： 使用自定义头文件的优点是，可实现任意时间长短的延时，并减少主程序的代码长度，便于对程序的阅读理解和维护。编 写延时程序是一项很麻烦的任务，可能需要多次修改才能满足要求。掌握延时程序的编写，能够使程序准确得以执行，这 对项目开发有着重要的意义。本文所讨论的几种方法，都是来源于实际项目的开发经验，有着很好的实用性和适应性。
程序:
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
பைடு நூலகம்二层循环 m:R6*(n+3) = 202*165 = 33330us
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）。
当采用 while (DlyT--)循环体时，DlyT 的值存放在 R7 中。相对应的汇编代码如下：
2.5??使用性能分析器计算延时时间 很多 C 程序员可能对汇编语言不太熟悉，特别是每个指令执行的时间是很难记忆的，因此，再给出一种使用 Keil C51
的性能分析器计算延时时间的方法。这里还以前面介绍的 for (i=0;i<124;i++)结构为例。使用这种方法时，必须先设置系统 所用的晶振频率，选择 Options for target 中的 target 选项，在 Xtal(MHz)中填入所用晶振的频率。将程序编译后，分别在 _point = 1 和 T_point = 0 处设置两个运行断点。选择 start/stop debug session 按钮进入程序调试窗口，分别打开 Performance Analyzer window 和 Disassembly window。运行程序前，要首先将程序复位，计时器清零；然后按 F5 键运 行程序，从程序效率评估窗口的下部分可以看到程序到了第一个断点，也就是所要算的程序段的开始处，用了 389 μs；再 按 F5 键，程序到了第 2 个断点处也就是所要算的程序段的结束处，此时时间为 1 386 μs。最后用结束处的时间减去开始 处时间，就得到循环程序段所占用的时间为 997 μs。
C 程序中可使用不同类型的变量来进行延时设计。经实验测试，使用 unsigned char 类型具有比 unsigned int 更 优化的代码，在使用时应该使用 unsigned char 作为延时变量。以某晶振为 12MHz 的单片机为例，晶振为 12MHz 即一个机器周期为 1us。
一. 500ms 延时子程序
Delay10us( )函数中共用了 6 个_NOP_( )语句，每个语句执行时间为 1 μs。主函数调用 Delay10us( )时，先执行一个 LCALL 指令（2 μs），然后执行 6 个_NOP_( )语句（6 μs），最后执行了一个 RET 指令（2 μs），所以执行上述函数时共需要 10 μs。 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\[4\]，以实现较长时间的延时；但需要注 意，如在 Delay40us( )中直接调用 4 次 Delay10us( )函数，得到的延时时间将是 42 μs，而不是 40 μs。这是因为执行 Delay40us( )时，先执行了一次 LCALL 指令（2 μs），然后开始执行第一个 Delay10us( )，执行完最后一个 Delay10us( ) 时，直接返回到主程序。依此类推，如果是两层嵌套调用，如在 Delay80us( )中两次调用 Delay40us( )，则也要先执行一
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--);
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
对于不熟悉示波器的开发人员可用 Keil C51 中的反汇编工具计算延时时间，在反汇编窗口中可用源程序和汇编程序的 混合代码或汇编代码显示目标应用程序。为了说明这种方法，还使用“for (i=0;i<DlyT;i++) {;}”。在程序中加入这一循环结构， 首先选择 build taget，然后单击 start/stop debug session 按钮进入程序调试窗口，最后打开 Disassembly window，找出 与这部分循环结构相对应的汇编代码，具体如下：
} 参考链接：
摘要 实际的单片机应用系统开发过程中，由于程序功能的需要，经常编写各种延时程序，延时时间从数微秒到数秒不等，对于 许多 C51 开发者特别是初学者编制非常精确的延时程序有一定难度。本文从实际应用出发，讨论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，并给出各种方法使用的详细步骤，以便读者能够很好地掌握理解。 关键词??Keil C51??精确延时 程序执行时间 引言
◆ #pragma asm、#pragma endasm 不允许嵌套使用； ◆ 在程序的开头应加上预处理指令#pragma asm，在该指令之前只能有注释或其他预处理指令； ◆ 当使用 asm 语句时，编译系统并不输出目标模块，而只输出汇编源文件； ◆ asm 只能用小写字母，如果把 asm 写成大写，编译系统就把它作为普通变量； ◆ #pragma asm、#pragma endasm 和 asm 只能在函数内使用。 将汇编语言与 C51 结合起来，充分发挥各自的优势，无疑是单片机开发人员的最佳选择。 2.3??使用示波器确定延时时间 熟悉硬件的开发人员，也可以利用示波器来测定延时程序执行时间。方法如下：编写一个实现延时的函数，在该函数 的开始置某个 I/O 口线如 P1.0 为高电平，在函数的最后清 P1.0 为低电平。在主程序中循环调用该延时函数，通过示波器 测量 P1.0 引脚上的高电平时间即可确定延时函数的执行时间。方法如下：
把 P1.0 接入示波器，运行上面的程序，可以看到 P1.0 输出的波形为周期是 3 ms 的方波。其中，高电平为 2 ms，低电平
为 1 ms，即 for 循环结构“for(j=0;j<124;j++) {;}”的执行时间为 1 ms。通过改变循环次数，可得到不同时间的延时。当然， 也可以不用 for 循环而用别的语句实现延时。这里讨论的只是确定延时的方法。 2.4??使用反汇编工具计算延时时间
在 C51 中通过预处理指令#pragma asm 和#pragma endasm 可以嵌套汇编语言语句。用户编写的汇编语言紧跟在 #pragma asm 之后，在#pragma endasm 之前结束。
如：#pragma asm … 汇编语言程序段 … #pragma endasm
延时函数可设置入口参数，可将参数定义为 unsigned char、int 或 long 型。根据参数与返回值的传递规则，这时参数 和函数返回值位于 R7、R7R6、R7R6R5 中。在应用时应注意以下几点：
可以看出，0x000F～0x0017 一共 8 条语句，分析语句可以发现并不是每条语句都执行 DlyT 次。核心循环只有 0x0011~0x0017 共 6 条语句，总共 8 个机器周期，第 1 次循环先执行“CLR A”和“MOV R6，A”两条语句，需要 2 个机器周 期，每循环 1 次需要 8 个机器周期，但最后 1 次循环需要 5 个机器周期。DlyT 次核心循环语句消耗（2+DlyT×8+5）个机 器周期，当系统采用 12 MHz 时，精度为 7 μs。
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。下面介绍几种软件延时的方法。 2.1??短暂延时
可以在 C 文件中通过使用带_NOP_( )语句的函数实现，定义一系列不同的延时函数，如 Delay10us( )、Delay25us( )、 Delay40us( )等存放在一个自定义的 C 文件中，需要时在主程序中直接调用。如延时 10 μs 的延时函数可编写如下：
次 LCALL 指令（2 μs），然后执行两次 Delay40us( )函数（84 μs），所以，实际延时时间为 86 μs。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 Delay10us( )，此时 的延时时间为 82 μs。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。 2.2??在 C51 中嵌套汇编程序段实现延时
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
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，允许误差范围在十几微秒以内[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。
当然也可以不用打开 Performance Analyzer window，这时观察左边工具栏秒（SEC）项。全速运行时，时间不变， 只有当程序运行到断点处，才显示运行所用的时间。 3??总结
本文介绍了多种实现并计算延时程序执行时间的方法。使用定时器进行延时是最佳的选择，可以提高 MCU 工作效率， 在无法使用定时器而又需要实现比较精确的延时时，后面介绍的几种方法可以实现不等时间的延时： 使用自定义头文件的优点是，可实现任意时间长短的延时，并减少主程序的代码长度，便于对程序的阅读理解和维护。编 写延时程序是一项很麻烦的任务，可能需要多次修改才能满足要求。掌握延时程序的编写，能够使程序准确得以执行，这 对项目开发有着重要的意义。本文所讨论的几种方法，都是来源于实际项目的开发经验，有着很好的实用性和适应性。
程序:
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
பைடு நூலகம்二层循环 m:R6*(n+3) = 202*165 = 33330us
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）。
当采用 while (DlyT--)循环体时，DlyT 的值存放在 R7 中。相对应的汇编代码如下：
2.5??使用性能分析器计算延时时间 很多 C 程序员可能对汇编语言不太熟悉，特别是每个指令执行的时间是很难记忆的，因此，再给出一种使用 Keil C51
的性能分析器计算延时时间的方法。这里还以前面介绍的 for (i=0;i<124;i++)结构为例。使用这种方法时，必须先设置系统 所用的晶振频率，选择 Options for target 中的 target 选项，在 Xtal(MHz)中填入所用晶振的频率。将程序编译后，分别在 _point = 1 和 T_point = 0 处设置两个运行断点。选择 start/stop debug session 按钮进入程序调试窗口，分别打开 Performance Analyzer window 和 Disassembly window。运行程序前，要首先将程序复位，计时器清零；然后按 F5 键运 行程序，从程序效率评估窗口的下部分可以看到程序到了第一个断点，也就是所要算的程序段的开始处，用了 389 μs；再 按 F5 键，程序到了第 2 个断点处也就是所要算的程序段的结束处，此时时间为 1 386 μs。最后用结束处的时间减去开始 处时间，就得到循环程序段所占用的时间为 997 μs。
C 程序中可使用不同类型的变量来进行延时设计。经实验测试，使用 unsigned char 类型具有比 unsigned int 更 优化的代码，在使用时应该使用 unsigned char 作为延时变量。以某晶振为 12MHz 的单片机为例，晶振为 12MHz 即一个机器周期为 1us。
一. 500ms 延时子程序
Delay10us( )函数中共用了 6 个_NOP_( )语句，每个语句执行时间为 1 μs。主函数调用 Delay10us( )时，先执行一个 LCALL 指令（2 μs），然后执行 6 个_NOP_( )语句（6 μs），最后执行了一个 RET 指令（2 μs），所以执行上述函数时共需要 10 μs。 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\[4\]，以实现较长时间的延时；但需要注 意，如在 Delay40us( )中直接调用 4 次 Delay10us( )函数，得到的延时时间将是 42 μs，而不是 40 μs。这是因为执行 Delay40us( )时，先执行了一次 LCALL 指令（2 μs），然后开始执行第一个 Delay10us( )，执行完最后一个 Delay10us( ) 时，直接返回到主程序。依此类推，如果是两层嵌套调用，如在 Delay80us( )中两次调用 Delay40us( )，则也要先执行一
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--);
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
对于不熟悉示波器的开发人员可用 Keil C51 中的反汇编工具计算延时时间，在反汇编窗口中可用源程序和汇编程序的 混合代码或汇编代码显示目标应用程序。为了说明这种方法，还使用“for (i=0;i<DlyT;i++) {;}”。在程序中加入这一循环结构， 首先选择 build taget，然后单击 start/stop debug session 按钮进入程序调试窗口，最后打开 Disassembly window，找出 与这部分循环结构相对应的汇编代码，具体如下：
} 参考链接：
摘要 实际的单片机应用系统开发过程中，由于程序功能的需要，经常编写各种延时程序，延时时间从数微秒到数秒不等，对于 许多 C51 开发者特别是初学者编制非常精确的延时程序有一定难度。本文从实际应用出发，讨论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，并给出各种方法使用的详细步骤，以便读者能够很好地掌握理解。 关键词??Keil C51??精确延时 程序执行时间 引言
◆ #pragma asm、#pragma endasm 不允许嵌套使用； ◆ 在程序的开头应加上预处理指令#pragma asm，在该指令之前只能有注释或其他预处理指令； ◆ 当使用 asm 语句时，编译系统并不输出目标模块，而只输出汇编源文件； ◆ asm 只能用小写字母，如果把 asm 写成大写，编译系统就把它作为普通变量； ◆ #pragma asm、#pragma endasm 和 asm 只能在函数内使用。 将汇编语言与 C51 结合起来，充分发挥各自的优势，无疑是单片机开发人员的最佳选择。 2.3??使用示波器确定延时时间 熟悉硬件的开发人员，也可以利用示波器来测定延时程序执行时间。方法如下：编写一个实现延时的函数，在该函数 的开始置某个 I/O 口线如 P1.0 为高电平，在函数的最后清 P1.0 为低电平。在主程序中循环调用该延时函数，通过示波器 测量 P1.0 引脚上的高电平时间即可确定延时函数的执行时间。方法如下：
把 P1.0 接入示波器，运行上面的程序，可以看到 P1.0 输出的波形为周期是 3 ms 的方波。其中，高电平为 2 ms，低电平
为 1 ms，即 for 循环结构“for(j=0;j<124;j++) {;}”的执行时间为 1 ms。通过改变循环次数，可得到不同时间的延时。当然， 也可以不用 for 循环而用别的语句实现延时。这里讨论的只是确定延时的方法。 2.4??使用反汇编工具计算延时时间
在 C51 中通过预处理指令#pragma asm 和#pragma endasm 可以嵌套汇编语言语句。用户编写的汇编语言紧跟在 #pragma asm 之后，在#pragma endasm 之前结束。
如：#pragma asm … 汇编语言程序段 … #pragma endasm
延时函数可设置入口参数，可将参数定义为 unsigned char、int 或 long 型。根据参数与返回值的传递规则，这时参数 和函数返回值位于 R7、R7R6、R7R6R5 中。在应用时应注意以下几点：