51单片机汇编延时程序算法详解

将以12MHZ晶振为例，详细讲解MCS-51单片机中汇编程序延时的精确算法。指令周期、机器周期与时钟周期指令周期：CPU执行一条指令所需要的时间称为指令周期，它是以机器周期为单位的，指令不同，所需的机器周期也不同。时钟周期：也称为振荡周期，一个时钟周期＝晶振的倒数。MCS-51单片机的一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。MCS-51单片机的指令有单字节、双字节和三字节的，它们的指令周期不尽相同，一个单周期指令包含一个机器周期，即12个时钟周期，所以一条单周期指令被执行所占时间为12*（1/12000000）=1μs。程序分析例150ms延时子程序：DEL：MOVR7，#200①DEL1：MOVR6，#125②DEL2：DJNZR6，DEL2③DJNZR7，DEL1④RET⑤精确延时时间为：1+（1*200）+（2*125*200）+（2*200）+2=（2*125+3）*200+3⑥=50603μs≈50ms由⑥整理出公式（只限上述写法）延时时间=（2*内循环+3）*外循环+3⑦详解：DEL这个子程序共有五条指令，现在分别就每一条指令被执行的次数和所耗时间进行分析。第一句：MOVR7，#200在整个子程序中只被执行一次，且为单周期指令，所以耗时1μs第二句：MOVR6，#125从②看到④只要R7-1不为0，就会返回到这句，共执行了R7次，共耗时200μs第三句：DJNZR6，DEL2只要R6-1不为0,就反复执行此句（内循环R6次），又受外循环R7控制，所以共执行R6*R7次，因是双周期指令，所以耗时2*R6*R7μs。例21秒延时子程序：DEL：MOVR7,#10①DEL1：MOVR6，#200②DEL2：MOVR5，#248③DJNZR5，$④DJNZR6，DEL2⑤DJNZR7，DEL1⑥RET⑦对每条指令进行计算得出精确延时时间为：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：延时时间=[（2*第一层循环+3）*第二层循环+3]*第三层循环+3⑨此式适用三层循环以内的程序，也验证了例1中式⑦（第三层循环相当于1）的成立。注意，要实现较长时间的延时，一般采用多重循环，有时会在程式序里加入NOP指令，这时公式⑨不再适用，下面举例分析。例3仍以1秒延时为例DEL：MOVR7,#101指令周期1DEL1：MOVR6，#0FFH1指令周期10DEL2：MOVR5，#80H1指令周期255*10=2550KONG：NOP1指令周期128*255*10=326400DJNZR5，$2指令周期2*128*255*10=652800DJNZR6，DEL22指令周期2*255*10=5110DJNZR7，DEL12指令周期2*10=20RET2延时时间=1+10+2550+326400+652800+5110+20+2=986893μs约为1s整理得：延时时间=[（3*第一层循环+3）*第二层循环+3]*第三层循环+3⑩结论：针对初学者的困惑，对汇编程序的延时算法进行了分步讲解，并就几种不同写法分别总结出相应的计算公式，只要仔细阅读例1中的详解，并用例2、例3来加深理解，一定会掌握各种类型程序的算法并加以运用。