編程延時模塊
Ⅰ 單片機延時子程序流程圖
延時程序在單片機編程中使用非常廣泛,但一些讀者在學習中不知道延時程序怎麼編程,不知道機器
周期和指令周期的區別,不知道延時程序指令的用法,,本文就此問題從延時程序的基本概念、機器周期和指
令周期的區別和聯系、相關指令的用法等用圖解法的形式詳盡的回答讀者
我們知道程序設計是單片機開發最重要的工作,而程序在執行過程中常常需要完成延時的功能。例如
在交通燈的控製程序中,需要控制紅燈亮的時間持續30秒,就可以通過延時程序來完成。延時程序是如何
實現的呢?下面讓我們先來了解一些相關的概念。
一、機器周期和指令周期
1.機器周期是指單片機完成一個基本操作所花費的時間,一般使用微秒來計量單片機的運行速度,
51單片機的一個機器周期包括12個時鍾振盪周期,也就是說如果51單片機採用12MHz晶振,那麼執行
一個機器周期就只需要1μs;如果採用的是6MHz的晶振,那麼執行一個機器周期就需要2μs。
2.指令周期是指單片機執行一條指令所需要的時間,一般利用單片機的機器周期來計量指令周期。
在51單片機里有單周期指令(執行這條指令只需一個機器周期),雙周期指令(執行這條指令只需要兩個
機器周期),四周期指令(執行這條指令需要四個機器周期)。除了乘、除兩條指令是四周期指令,其餘均
為單周期或雙周期指令。也就是說,如果51單片機採用的是12MHz晶振,那麼它執行一條指令一般只需
1~2微秒的時間;如果採用的是6MH晶振,執行一條指令一般就需2~4微秒的時間。
現在的單片機有很多種型號,但在每個型號的單片機器件手冊中都會詳細說明執行各種指令所需的機
器周期,了解以上概念後,那麼可以依據單片機器件手冊中的指令執行周期和單片機所用晶振頻率來完成
需要精確延時時間的延時程序。
二、延時指令
在單片機編程裡面並沒有真正的延時指令,從上面的概念中我們知道單片機每執行一條指令都需要一
定的時間,所以要達到延時的效果,只須讓單片機不斷地執行沒有具體實際意義的指令,從而達到了延時
的效果。
1.數據傳送指令MOV
數據傳送指令功能是將數據從一個地方復制、拷貝到另一個地方。
如:MOVR7,#80H;將數據80H送到寄存器R7,這時寄存器R7裡面存放著80H,就單這條
指令而言並沒有任何實際意義,而執行該指令則需要一個機器周期。
2.空操作指令NOP
空操作指令功能只是讓單片機執行沒有意義的操作,消耗一個機器周期。
3.循環轉移指令DJNZ
循環轉移指令功能是將第一個數進行減1並判斷是否為0,不為0則轉移到指定地點;為0則往下執行。
如:DJNZR7,KK;將寄存器R7的內容減1並判斷寄存器R7里的內容減完1後是否為0,如果
不為0則轉移到地址標號為KK的地方;如果為0則執行下一條指令。這條指令需要2個機器周期。
利用以上三條指令的組合就可以比較精確地編寫出所需要的延時程序。
三、1秒延時子程序、流程圖及時間計算(以單片機晶振為12MHz為例,1個機器周期需要1μs)
了解了以上的內容,現在讓我們來看看
程序總共所需時間:1+10+2560+330240+660480+5120+20+2=998433μs≈1S
在這里運行這段程序共需998433μs,還差1567μs才達到1S的,所以想要達到完美的1S延時,需
要在返回指令RET前再添加一些指令讓它把1567μs的延時完成。有興趣的讀者可以自己試著添加完成。
最後補充一點,編寫程序時一般將延時程序編寫成獨立的子程序,而所謂子程序也就是一個實現某個功能
的小模塊。這樣在主程序中就可以方便地反復調用編寫好的延時子程序。
小提示:循環轉移指令(DJNZ)除了可以給定地址標號讓其跳轉外,還可以將地址標號改成$,這樣
程序就跳回本指令執行。例如:
DJNZR7,$;R7內容減1不為0,則再次執行本指令;為0則往下執行,當R7的值改為10
時,則執行完該條程序所需的時間為2*10=20μs。
51單片機匯編延時程序演算法詳解
將以12MHZ晶振為例,詳細講解MCS-51單片機中匯編程序延時的精確演算法。
指令周期、機器周期與時鍾周期
指令周期:CPU執行一條指令所需要的時間稱為指令周期,它是以機器周期為單位的,指令不同,所需的機器周期也不同。
時鍾周期:也稱為振盪周期,一個時鍾周期=晶振的倒數。
MCS-51單片機的一個機器周期=6個狀態周期=12個時鍾周期。
MCS-51單片機的指令有單位元組、雙位元組和三位元組的,它們的指令周期不盡相同,一個單周期指令包含一個機器周期,即12個時鍾周期,所以一條單周期指令被執行所佔時間為12*(1/12000000)=1μs。
程序分析
例150ms延時子程序:
DEL:MOVR7,#200①
DEL1:MOVR6,#125②
DEL2:DJNZR6,DEL2③
DJNZR7,DEL1④
RET⑤
精確延時時間為:1+(1*200)+(2*125*200)+(2*200)+2
=(2*125+3)*200+3⑥
=50603μs
≈50ms
由⑥整理出公式(只限上述寫法)延時時間=(2*內循環+3)*外循環+3⑦
詳解:DEL這個子程序共有五條指令,現在分別就每一條指令被執行的次數和所耗時間進行分析。
第一句:MOVR7,#200在整個子程序中只被執行一次,且為單周期指令,所以耗時1μs
第二句:MOVR6,#125從②看到④只要R7-1不為0,就會返回到這句,共執行了R7次,共耗時200μs
第三句:DJNZR6,DEL2隻要R6-1不為0,就反復執行此句(內循環R6次),又受外循環R7控制,所以共執行R6*R7次,因是雙周期指令,所以耗時2*R6*R7μs。
例21秒延時子程序:
DEL:MOVR7,#10①
DEL1:MOVR6,#200②
DEL2:MOVR5,#248③
DJNZR5,$④
DJNZR6,DEL2⑤
DJNZR7,DEL1⑥
RET⑦
對每條指令進行計算得出精確延時時間為:
1+(1*10)+(1*200*10)+(2*248*200*10)+(2*200*10)+(2*10)+2
=[(2*248+3)*200+3]*10+3⑧
=998033μs≈1s
由⑧整理得:延時時間=[(2*第一層循環+3)*第二層循環+3]*第三層循環+3⑨
此式適用三層循環以內的程序,也驗證了例1中式⑦(第三層循環相當於1)的成立。
注意,要實現較長時間的延時,一般採用多重循環,有時會在程式序里加入NOP指令,這時公式⑨不再適用,下面舉例分析。
例3仍以1秒延時為例
DEL:MOVR7,#101指令周期1
DEL1:MOVR6,#0FFH1指令周期10
DEL2:MOVR5,#80H1指令周期255*10=2550
KONG:NOP1指令周期128*255*10=326400
DJNZR5,$2指令周期2*128*255*10=652800
DJNZR6,DEL22指令周期2*255*10=5110
DJNZR7,DEL12指令周期2*10=20
RET2
延時時間=1+10+2550+326400+652800+5110+20+2=986893μs約為1s
整理得:延時時間=[(3*第一層循環+3)*第二層循環+3]*第三層循環+3⑩
結論:針對初學者的困惑,對匯編程序的延時演算法進行了分步講解,並就幾種不同寫法分別總結出相應的計算公式,只要仔細閱讀例1中的詳解,並用例2、例3來加深理解,一定會掌握各種類型程序的演算法並加以運用。
單片機延時子程序
1)延時為:20ms晶振12M
1+(1+2*248+2)*4+1+1+1=20000US=20MS
用匯編..優點就是精確...
缺點就是算有點復雜.
DELAY20MS:
MOVR7,#4
D1:
MOVR6,#248
DJNZR6,$
DJNZR7,D1
NOP
NOP
RET
2)一些通過計算51匯編指令得出的軟延時子程序
;*****************************************************************
;延時10uS
;*****************************************************************
time10us:movr5,#05h;11us
djnzr5,$
ret
;*****************************************************************
;延時50uS
;*****************************************************************
time50us:movr5,#19h;51us
djnzr5,$
ret
;*****************************************************************
;延時100uS
;*****************************************************************
time100us:movr5,#31h;99.6us
djnzr5,$
ret
;*****************************************************************
;延時200uS
;*****************************************************************
time200us:movr5,#64h;201us
djnzr5,$
ret
;*****************************************************************
;延時250uS
;*****************************************************************
time250us:movr5,#7ch;249.6us
djnzr5,$
ret
;*****************************************************************
;延時350uS
;*****************************************************************
time350us:movr5,#0afh;351us
time350us_1:djnzr5,time350us_1
ret
;*****************************************************************
;延時500uS
;*****************************************************************
time500us:movr5,#0fah;501us
time500us_1:djnzr5,time500us_1
ret
;*****************************************************************
;延時1mS
;*****************************************************************
time1ms:movr5,#0fah;1001us
time1ms_1:nop
nop
djnzr5,time1ms_1
ret
;*****************************************************************
;延時2.5mS
;*****************************************************************
time2_5ms:movr5,#05h;2.496ms
time2_5ms_1:movr6,#0f8h;497us
djnzr6,$
djnzr5,time2_5ms_1
ret
;*****************************************************************
;延時10mS
;*****************************************************************
time10ms:movr5,#14h;10.262ms
time10ms_1:movr6,#0ffh;511us
djnzr6,$
djnzr5,time10ms_1
ret
;*****************************************************************
;延時50mS
;*****************************************************************
time50ms:movr5,#63h;49.996ms
time50ms_1:movr6,#0fbh;503us
djnzr6,$
djnzr5,time50ms_1
ret
;*****************************************************************
;延時100mS
;*****************************************************************
time100ms:movr5,#0c3h;100.036ms
time100ms_1:movr6,#0ffh;511us
djnzr6,$
djnzr5,time100ms_1
ret
;*****************************************************************
;延時200mS
;*****************************************************************
time200ms:movr5,#02h;250.351ms
time200ms_1:movr6,#0f4h;125.173ms
time200ms_2:movr7,#0ffh;511us
djnzr7,$
djnzr6,time200ms_2
djnzr5,time200ms_1
ret
;*****************************************************************
;延時500mS
;*****************************************************************
time500ms:movr5,#04h;500.701ms
time500ms_1:movr6,#0f4h;125.173ms
time500ms_2:movr7,#0ffh;511us
djnzr7,$
djnzr6,time500ms_2
djnzr5,time500ms_1
ret
;*****************************************************************
;延時1S
;*****************************************************************
time1s:movr5,#08h;1001.401ms
time1s_1:movr6,#0f4h;125.173ms
time1s_2:movr7,#0ffh;511us
djnzr7,$
djnzr6,time1s_2
djnzr5,time1s_1
ret
12M晶振機器周期為1USNOP為單周期指令DJNZ為雙周期指令.
3)
;;晶振12MHZ,延時1秒
DELAY:MOV72H,#100
LOOP3:MOV71H,#100
LOOP1:MOV70H,#47
LOOP0:DJNZ70H,LOOP0
NOP
DJNZ71H,LOOP1
MOV70H,#46
LOOP2:DJNZ70H,LOOP2
NOP
DJNZ72H,LOOP3
MOV70H,#48
LOOP4:DJNZ70H,LOOP4
4);延時1分鍾子程序,F=6MHz
;程序已測過,延時時間60,000,000.0uS
delay60s:movr3,#228
movr2,#253
movr1,#219
loop1:djnzr1,$
djnzr2,loop1
djnzr3,loop1
nop
ret
5)計算機反復執行一段程序以達到延時的目的稱為軟體延時,單片機程序中經常需要短時間的延時,但是相當一部分人對延時程序很模糊,對延時程序的演算法不夠了解,在這里我以12MHz晶振和兩個經典延時子程序為例,詳細分析單片機匯編延時程序。
何為時鍾周期、機器周期、和指令周期?
時鍾周期:也就是振盪周期,以12MHz的時鍾脈沖為例,那時鍾周期就為(1/12000000)s=(1/12)us;
機器周期:1個機器周期=6個狀態周期=12個時鍾周期=1us;
指令周期:CPU執行一條指令所需要的時間稱為指令周期,指令周期是以機器周期為單位的,不同的指令所需的機器周期不一定相同,可參考51單片機指令速查表。
由上可得:CPU執行一條單周期指令,需要1us;執行一條雙周期指令需要2us。
下面是具體的延時子程序分析:
0.1s延時子程序(12MHz晶振):
MOVR7,#200;單周期指令(1us)
D1:MOVR6,#250;單周期指令(1us)
DJNZR6,$;雙周期指令(2us)//該指令自身執行R6次
DJNZR7,D1;雙周期指令(2us)//D1執行R7次
RET;雙周期指令(2us)
T=1+(1+2*R6+2)*R7+2
=100603us
≈0.1s
0.5s延時子程序(12MHz晶振):
MOVR7,#5;單周期指令(1us)
D1:MOVR6,#200;單周期指令(1us)
D2:MOVR5,#250;單周期指令(1us
DJNZR5,$;雙周期指令(2us)//該指令自身執行R5次
DJNZR6,D2;雙周期指令(2us)//D2執行R6次
DJNZR7,D1;雙周期指令(2us)//D1執行R7次
RET;雙周期指令(2us)
T=1+[1+(1+2*R5+2)*R6+2]*R7+2
=503018us
≈0.5s
6)51單片機經典流水燈程序,在51單片機的P2口接上8個發光二極體,產生流水燈的移動效果。
ORG0;程序從0地址開始
START:MOVA,#0FEH;讓ACC的內容為11111110
LOOP:MOVP2,A;讓P2口輸出ACC的內容
RRA;讓ACC的內容左移
CALLDELAY;調用延時子程序
LJMPLOOP;跳到LOOP處執行
;0.1秒延時子程序(12MHz晶振)===================
DELAY:MOVR7,#200;R7寄存器載入200次數
D1:MOVR6,#250;R6寄存器載入250次數
DJNZR6,$;本行執行R6次
DJNZR7,D1;D1循環執行R7次
RET;返回主程序
END;結束程序
Ⅱ 怎麼在MATLAB二階延遲的傳遞函數
simulink裡面的話,直接就有一個delay模塊,也就是延遲模塊。
在編程裡面,在tf的時候加一項inputdelay就表示延遲,比如g=tf([1 1],[2 1 1],'inputdelay',0.25),就表示延遲0.25秒。
如果LZ指的是用一個二階的傳遞函數去近似延遲模塊,那麼專門有一個pade函數實現.
pade的用法是[np,dp]=pade(t,n) 其中t表示要延遲的時間,單位是秒,n表示要近似的階數,比如二階就是2。np和dp表示近似的結果,np是分子系數,dp是分母系數。你之後可以用一個g=tf([np],[dp]),這樣g就是一個用普通傳遞函數近似的延遲環節。
Ⅲ MATLAB模擬中的延時模塊用什麼急求
先將boolean轉換成double類型,再延時。
用data type conversion模塊
Ⅳ C語言編程中的延時
如果你指的是嵌入式方面的,這樣的延遲是有作用的,也是一種非精確計時器的一個實現方法。
我以12M的晶振為例,給你講一下:
12M的晶振的機器周期是1/12M*12,就是1us
不同的單片機執行語句的機器周期也不一定一樣(比如:Atmel 51系列及大多數51的一個機器周期是12個時鍾周期,華邦的只需要4個時鍾周期)。不過大體來說,一條for循環大概8個機器周期,在12M晶振下,通常用以下代碼實現1ms的延時:
void delayms(unsigned int ms)
{
unsigned char i;
while(ms--)
{
for(i = 0; i < 120; i++);
}
}
大概算一下,120*8*1us=1ms,如果需要精確的定時,還是得用基於Tick定時器。
如果是
void delay(int d)
{
for(; d; --d);
}
d=1000的話,
那麼
大概算一下,1000*8*1us=8ms
所以,這可以實現一個大體8ms的延遲
Ⅳ 我想請教一下這位朋友,如何在m函數里編程實現延時環節呢謝謝。
精確延時就不能用函數或子程序的方式,用定時器來做就好了,比如定時50毫秒,那麼定時器初始化如下:
INIT:
MOV TMOD,#01H
MOV TH0,#HIGH)65536-50000)
MOV TL0,#LOW(65536-50000)
SETB TR0
SETB ET0
SETB EA
RET
Ⅵ 易語言編程中延遲10秒出現窗口怎麼輸入
延時(10000) 這個代碼就可以了 如果想要程序不假死 就超級延時(10000) 超級延時需要 小鵬模塊的支持
Ⅶ 松下plc延時模塊怎麼運用舉個例子
不知道你明白沒有。你的問題出在定時器FB塊的右邊輸出"T"分支上
Ⅷ Simulink有無如下情況適用延時模塊變數初始置為0,置1後觸發延時,進入程序進入第二輪後
聽起來,你要的功能應該是計時器。
延時的含義是中斷程序。
或者,你想並發多線程。
Ⅸ matlab中simulink里離散模塊零階保持器和單位延時模塊什麼區別,如何使用
這兩個模塊的作用是完全不一樣的:
零階保持器(Zero-Order Hold)對連續信號進行離散化,是一個采樣保持器,一般用於系統的連續部分到離散部分的過渡,在純離散系統中不需要使用;
單位延時(Unit Delay)用於把離散信號延遲一個采樣周期,常見的應用場景是搭建差分方程組描述的系統(可以是非線性的),類似於連續系統中使用Integrator搭建微分方程組描述的系統。
Ⅹ C語言keil模塊化 編程 需要注意哪些
模塊化編程是指將一個龐大的程序劃分為若干個功能獨立的模塊,對各個模塊進行獨立開發,然後再將這些模塊統一合並為一個完整的程序。這是C語言面向過程的編程方法,可以縮短開發周期,提高程序的可讀性和可維護性。
在單片機程序里,程序比較小或者功能比較簡單的時候,我們不需要採用模塊化編程,但是,當程序功能復雜、涉及的資源較多的時候,模塊化編程就能體現它的優越性了。如前面我們寫過的HT1380驅動程序、獨立按鍵掃描程序和12864程序,每一個程序都是只用一個源文件編寫就能完成,但是,當您製作一個12864液晶日歷的時候,需要用到HT1380驅動程序、獨立按鍵掃描程序和12864顯示程序,如果把這三個程序全部集中在一個源文件里,將導致主體程序臃腫且雜亂,這樣做並非不可取,只是降低了程序可讀性、可維護性和代碼的重用率。如果把這三個程序當做三個獨立的模塊放到你的主體工程進行模塊化編程,效果就不一樣了。
實際上,模塊化編程就是模塊合並的過程,就是建立每個模塊的頭文件和源文件並將其加入到主體程序的過程。主體程序調用模塊的函數是通過包含模塊的頭文件來實現,模塊的頭文件和源文件是模塊密不可分的兩個部分,缺一不可。所以,模塊化編程必須提供每個模塊的頭文件和源文件。下面我們以一個簡單的例子(主體程序實現指示燈閃爍,延時模塊實現延時功能)來演示模塊化編程。
有些程序員為了省事,只建立模塊的源文件,不建立頭文件,在主體工程里直接將源文件包含進來,建議大家不要採取這樣的做法,這是一種不符合C語言標準的做法,是一種冒險方法。只包含一個源文件可能沒事,同時包含多個源文件的時候問題就會出現。