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單片機匯編延時程序的理解

作者:佚名   來源:本站原創(chuàng)   點擊數(shù):  更新時間:2011年06月21日   【字體:

單片機匯編實現(xiàn)延遲的程序代碼:

DELAY: MOV R7,#250 ;

D1: MOV R6,#250 ;

D2: DJNZ R6,D2 ;

DJNZ R7,D1 ;

RET

 

        如果用高級語言編程,只需要簡單地調(diào)用延時函數(shù)就可以實現(xiàn),但是計算機具體是怎么實現(xiàn)的呢?要想知其所以然,還得從匯編開始學(xué)起。

        冒號前面的“DELAY”、“D1”、“D2”為語句行的名字,是為了程序的條件語句跳轉(zhuǎn)用的,分號后面為注釋,計算機執(zhí)行時將過濾掉這些信息,最大限度減少代碼長度,提高效率。

DELAY: MOV R7,#250 ; 名字為“DELAY”的語句:意思是將CPU內(nèi)部內(nèi)存RAM的R7位置填寫為250(原來為0,為什么是0呢?因為任何程序開始執(zhí)行前都要復(fù)位,就像我們打算盤要將算子復(fù)位一樣,或者我們用沙盤寫字,要將沙盤抹平類似)

D1: MOV R6,#250 ; 名字為“D1”的語句:將R6位置填寫為250

D2: DJNZ R6,D2 ; 名字為“D2”的語句:將R6位置的250減1,如果為0就繼續(xù)執(zhí)行下一條,不為0就繼續(xù)執(zhí)行D2這一句,因為R6=250,所以這個語句要原地踏步執(zhí)行250次!

DJNZ R7,D1 ; 這句沒有名字,因為沒有別的語句要跳到這里,所以就省略了。R7同樣等于250,但它不是原地踏步,而是跳回了D1,這么干,D!、D2和本句將被循環(huán)執(zhí)行250遍,需要強調(diào)的是:D2語句自身每次都要執(zhí)行250遍,也就是執(zhí)行了250*250=62500遍!

RET ;子程序結(jié)束(因為延時程序一般不作為獨立程序存在,它只是一個子程序,也就是高級語言中的一個函數(shù),看到這個字符,子程序?qū)⑻氐侥赋绦颍M行下一步)。

 

        這個子程序這么反復(fù)地循環(huán)指令,到底有什么意義呢?又是怎么實現(xiàn)的延時程序呢?說起來計算機真是有點笨,它是*數(shù)程序執(zhí)行的次數(shù)來累加時間的!也就是說語句本身就是為了浪費時間!哈哈,可笑吧?這就像你沒有鐘表,但是你知道你跑操場一圈是一分鐘,然后就繞著操場跑了60圈,時間過了正好一小時一樣。

        如果是人的話,誰也不會笨到干這么累的活兒來計時,但計算機不一樣,它不論靜止還是運動,程序總是一拍一拍地運行著,所以它不累。

 

        那么,計算機執(zhí)行一個語句耗費的時間是多少呢?

        以51型單片機為例:如果采用12MHz的晶振,運行一個機器周期為1微秒,具體為什么暫時不管。單片機的指令系統(tǒng)分為單周期、雙周期和三周期指令(三周期實際上占用四個周期,多余一個周期浪費掉),這是有指令的內(nèi)容決定的,內(nèi)容多的單周期執(zhí)行不完,肯定要延長了。子程序里面的MOV是單周期、DJNZ是雙周期。

 

        這樣,我們就可以算算這個子程序累計進行了多少個周期,然后乘以1微秒,就算出它占用的時間,也就是延時的時長了!

        第一句:DELAY: MOV R7,#250 ;執(zhí)行了一次,沒有任何語句跳轉(zhuǎn)給它,單周期。1

        第二句:D1: MOV R6,#250 ;執(zhí)行了250次,全部是第四句跳過來的,單周期。250

        第三句:D2: DJNZ R6,D2 ;原地執(zhí)行了250次,從第二句順延(第二句執(zhí)行完,沒有其它跳轉(zhuǎn)的話肯定要執(zhí)行第三句)過來250次,也就是250*250=62500次,雙周期*2。125000

        第四句:DJNZ R7,D1 ; 從第三句順延過來250次,雙周期*2。500

        總計:1+250+125000+500=1257501次,乘以1微秒,換算約為0.13秒。

        我們可以通過調(diào)整R6、R7的數(shù)值來調(diào)整延時的長度。事實上,8位計算機中,R6之類的工作寄存器地址最大只能放下255的十進制數(shù)值,因此要通過上述程序達到更長的延時是辦不到的。

        那怎么辦呢?

        我們可以再增加一個R4,讓上述的程序最多可以循環(huán)255遍,這樣,0.13秒的200多倍就是30秒上下了,不夠的話再增加循環(huán),又可以擴大200多倍,當(dāng)然,工作寄存器的數(shù)量是有限的,因此這個延時程序也是有限的,如果還不夠用怎么辦呢,就目前我所學(xué)的知識,只能在母程序里面設(shè)置循環(huán)了,也就是讓這個子程序在母程序里面繼續(xù)循環(huán)......
 

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