Keil C51程序設(shè)計(jì)中幾種精確延時(shí)方法

　　在C51中通過預(yù)處理指令#pragma asm和#pragma endasm可以嵌套匯編語言語句。用戶編寫的匯編語言緊跟在#pragma asm之后，在#pragma endasm之前結(jié)束。

　　如：#pragma asm
　　　　…
　　　　匯編語言程序段
　　　　…
　　　　#pragma endasm

　　延時(shí)函數(shù)可設(shè)置入口參數(shù)，可將參數(shù)定義為unsigned char、int或long型。根據(jù)參數(shù)與返回值的傳遞規(guī)則，這時(shí)參數(shù)和函數(shù)返回值位于R7、R7R6、R7R6R5中。在應(yīng)用時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

　　◆ #pragma asm、#pragma endasm不允許嵌套使用；
　　◆ 在程序的開頭應(yīng)加上預(yù)處理指令#pragma asm，在該指令之前只能有注釋或其他預(yù)處理指令；
　　◆ 當(dāng)使用asm語句時(shí)，編譯系統(tǒng)并不輸出目標(biāo)模塊，而只輸出匯編源文件；
　　◆ asm只能用小寫字母，如果把asm寫成大寫，編譯系統(tǒng)就把它作為普通變量；
　　◆ #pragma asm、#pragma endasm和 asm只能在函數(shù)內(nèi)使用。

　　將匯編語言與C51結(jié)合起來，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，無疑是單片機(jī)開發(fā)人員的最佳選擇。

2.3  使用示波器確定延時(shí)時(shí)間

　　熟悉硬件的開發(fā)人員，也可以利用示波器來測(cè)定延時(shí)程序執(zhí)行時(shí)間。方法如下：編寫一個(gè)實(shí)現(xiàn)延時(shí)的函數(shù)，在該函數(shù)的開始置某個(gè)I/O口線如P1.0為高電平，在函數(shù)的最后清P1.0為低電平。在主程序中循環(huán)調(diào)用該延時(shí)函數(shù)，通過示波器測(cè)量P1.0引腳上的高電平時(shí)間即可確定延時(shí)函數(shù)的執(zhí)行時(shí)間。方法如下：

　　sbit T_point = P1^0;
　　void Dly1ms(void) {
　　　　unsigned int i,j;
　　　　while (1) {
　　　　　　T_point = 1;
　　　　　　for(i=0;i<2;i++){
　　　　　　　　for(j=0;j<124;j++){;}
　　　　　　}
　　　　　　T_point = 0;
　　　　　　for(i=0;i<1;i++){
　　　　　　　　for(j=0;j<124;j++){;}
　　　　　　}
　　　　}
　　}
　　void main (void) {
　　　　Dly1ms();
　　}

　　把P1.0接入示波器，運(yùn)行上面的程序，可以看到P1.0輸出的波形為周期是3 ms的方波。其中，高電平為2 ms，低電平為1 ms，即for循環(huán)結(jié)構(gòu)“for(j=0;j<124;j++) {;}”的執(zhí)行時(shí)間為1 ms。通過改變循環(huán)次數(shù)，可得到不同時(shí)間的延時(shí)。當(dāng)然，也可以不用for循環(huán)而用別的語句實(shí)現(xiàn)延時(shí)。這里討論的只是確定延時(shí)的方法。

2.4  使用反匯編工具計(jì)算延時(shí)時(shí)間

　　對(duì)于不熟悉示波器的開發(fā)人員可用Keil C51中的反匯編工具計(jì)算延時(shí)時(shí)間，在反匯編窗口中可用源程序和匯編程序的混合代碼或匯編代碼顯示目標(biāo)應(yīng)用程序。為了說明這種方法，還使用“for (i=0;i<DlyT;i++) {;}”。在程序中加入這一循環(huán)結(jié)構(gòu)，首先選擇build taget，然后單擊start/stop debug session按鈕進(jìn)入程序調(diào)試窗口，最后打開Disassembly window，找出與這部分循環(huán)結(jié)構(gòu)相對(duì)應(yīng)的匯編代碼，具體如下：

　　C:0x000FE4CLRA//1T
　　C:0x0010FEMOVR6,A//1T
　　C:0x0011EEMOVA,R6//1T
　　C:0x0012C3CLRC//1T
　　C:0x00139FSUBBA,DlyT //1T
　　C:0x00145003JNCC:0019//2T
　　C:0x00160E INCR6//1T
　　C:0x001780F8SJMPC:0011//2T

　　可以看出，0x000F～0x0017一共8條語句，分析語句可以發(fā)現(xiàn)并不是每條語句都執(zhí)行DlyT次。核心循環(huán)只有0x0011~0x0017共6條語句，總共8個(gè)機(jī)器周期，第1次循環(huán)先執(zhí)行“CLR A”和“MOV R6，A”兩條語句，需要2個(gè)機(jī)器周期，每循環(huán)1次需要8個(gè)機(jī)器周期，但最后1次循環(huán)需要5個(gè)機(jī)器周期。DlyT次核心循環(huán)語句消耗（2+DlyT×8+5）個(gè)機(jī)器周期，當(dāng)系統(tǒng)采用12 MHz時(shí)，精度為7 μs。

　　當(dāng)采用while (DlyT--)循環(huán)體時(shí)，DlyT的值存放在R7中。相對(duì)應(yīng)的匯編代碼如下：

　　C:0x000FAE07MOVR6, R7//1T
　　C:0x00111F DECR7//1T
　　C:0x0012EE MOVA,R6//1T
　　C:0x001370FAJNZC:000F//2T

　　通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，如將while (DlyT--)改為while (--DlyT)，經(jīng)過反匯編后得到如下代碼：

　　C:0x0014DFFE DJNZR7,C:0014//2T

　　可以看出，這時(shí)代碼只有1句，共占用2個(gè)機(jī)器周期，精度達(dá)到2 μs，循環(huán)體耗時(shí)DlyT×2個(gè)機(jī)器周期；但這時(shí)應(yīng)該注意，DlyT初始值不能為0。

　　這3種循環(huán)結(jié)構(gòu)的延時(shí)與循環(huán)次數(shù)的關(guān)系如表1所列。

表1  循環(huán)次數(shù)與延時(shí)時(shí)間關(guān)系單位：μs

　　注意：計(jì)算時(shí)間時(shí)還應(yīng)加上函數(shù)調(diào)用和函數(shù)返回各2個(gè)機(jī)器周期時(shí)間。

2.5  使用性能分析器計(jì)算延時(shí)時(shí)間

　　很多C程序員可能對(duì)匯編語言不太熟悉，特別是每個(gè)指令執(zhí)行的時(shí)間是很難記憶的，因此，再給出一種使用Keil C51的性能分析器計(jì)算延時(shí)時(shí)間的方法。這里還以前面介紹的for (i=0;i<124;i++)結(jié)構(gòu)為例。使用這種方法時(shí)，必須先設(shè)置系統(tǒng)所用的晶振頻率，選擇Options for target中的target選項(xiàng)，在Xtal(MHz)中填入所用晶振的頻率。將程序編譯后，分別在_point = 1和T_point = 0處設(shè)置兩個(gè)運(yùn)行斷點(diǎn)。選擇start/stop debug session按鈕進(jìn)入程序調(diào)試窗口，分別打開Performance Analyzer window和Disassembly window。運(yùn)行程序前，要首先將程序復(fù)位，計(jì)時(shí)器清零；然后按F5鍵運(yùn)行程序，從程序效率評(píng)估窗口的下部分可以看到程序到了第一個(gè)斷點(diǎn)，也就是所要算的程序段的開始處，用了389 μs；再按F5鍵，程序到了第2個(gè)斷點(diǎn)處也就是所要算的程序段的結(jié)束處，此時(shí)時(shí)間為1 386 μs。最后用結(jié)束處的時(shí)間減去開始處時(shí)間，就得到循環(huán)程序段所占用的時(shí)間為997 μs。

　　當(dāng)然也可以不用打開Performance Analyzer window，這時(shí)觀察左邊工具欄秒（SEC）項(xiàng)。全速運(yùn)行時(shí)，時(shí)間不變，只有當(dāng)程序運(yùn)行到斷點(diǎn)處，才顯示運(yùn)行所用的時(shí)間。

3  總結(jié)