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標題: 5課:單片機延時程序分析 [打印本頁]

作者: admin 時間: 2013-5-21 02:48
標題: 5課:單片機延時程序分析
上一次課中，我們已經知道，程序中的符號R7、R6是代表了一個個的RAM單元，是用來放一些數據的，下面我們再來看一下其它符號的含義。

DELAY: MOV R7，#250　　;(6)
D1: MOV R6，#250 　　 ;(7)
D2: DJNZ R6，D2 　　  　;(8)
DJNZ R7，D1　　　       ;(9)　　
RET 　　　　　　       　;(10)

〈單片機延時程序〉
  MOV：這是一條指令，意思是傳遞數據。說到傳遞，我們都很清楚，傳東西要從一本人的手上傳到另一本人的手上，也就是說要有一個接受者，一個傳遞者和一樣東西。從指令MOV R7，#250中來分析，R7是一個接受者，250是被傳遞的數，傳遞者在這條指令中被省略了（注意：并不是每一條傳遞指令都會省的，事實上大部份數據傳遞指令都會有傳遞者）。它的意義也很明顯：將數據250送到R7中去，因此執行完這條指令后，R7單元中的值就應當是250。在250前面有個#號，這又是什么意思呢？這個#就是用來說明250就是一個被傳遞的東西本身，而不是傳遞者。那么MOV R6，#250是什么意思，應當不用分析了吧。
  DJNZ：這是另一條指令，我們來看一下這條指令后面跟著的兩個東西，一個是R6，一個是D2，R6我們當然已知是什么了，查一下D2是什么。D2在本行的前面，我們已學過，這稱之為標號。標號的用途是什么呢？就是給本行起一個名字。DJNZ指令的執行過程是這樣的，它將其后面的第一個參數中的值減1，然后看一下，這個值是否等于0，如果等于0，就往下執行，如果不等于0，就轉移，轉到什么地方去呢？可能大家已猜到了，轉到第二個參數所指定的地方去（請大家用自已的話講一下這條語句是怎樣執行的）。本條指令的最終執行結果就是，在原地轉圈250次。
  執行完了DJNZ R6，D2之后（也就是R6的值等于0之后），就會去執行下面一行，也就是DJNZ R7，D1，請大家自行分析一下這句話執行的結果。（轉去執行MOV R6，#250，同時R7中的值減1），最終DJNZ R6，D2這句話將被執行250*250=62500次，執行這么多次同一條指令干嗎？就是為了延時。
一個問題：如果在R6中放入0，會有什么樣的結果。
二、時序分析：
  前面我們介紹了延時程序，但這還不完善，因為，我們只知道DJNZ R6，D2這句話會被執行62500次，但是執行這么多次需要多長時間呢？是否滿足我們的要求呢？我們還不知道，所以下面要來解決這個問題。
  先提一個問題：我們學校里什么是最重要的。（鈴聲）校長能出差，老師能休息，但學校一日無鈴聲必定大亂。整個學校就是在鈴聲的統一指揮下，步調一致，統一協調地工作著。這個鈴是按一定的時間安排來響的，我們能稱之為“時序時間的次序”。一個由人組成的單位尚且要有一定的時序，計算機當然更要有嚴格的時序。事實上，計算機更象一個大鐘，什么時候分針動，什么時候秒針動，什么時候時針動，都有嚴格的規定，一點也不能亂。計算機要完成的事更復雜，所以它的時序也更復雜。
  我們已知，計算機工作時，是一條一條地從ROM中取指令，然后一步一步地執行，我們規定：計算機訪問一次存儲器的時間，稱之為一個機器周期。這是一個時間基準，好象我們人用“秒”作為我們的時間基準一樣，為什么不干脆用“秒”，多好，很習慣，學下去我們就會知道用“秒”反而不習慣。
一個機器周期包括12個時鐘周期。下面讓我們算一下一個機器周期是多長時間吧。設一個單片機工作于12M晶體震蕩器，它的時鐘周期是1/12（微秒）。它的一個機器周期是12*（1/12）也就是1微秒。（請計算一個工作于6M晶體震蕩器的單片機，它的機器周期是多少）。
  MCS-51單片機的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個機器周期就行了，有一些完成得比較慢，得要2個機器周期，還有兩條指令要4個機器周期才行。這也不難再解，不是嗎？我讓你掃地的執行要完成總得比要你完成擦黑板的指令時間要長。為了恒量指令執行時間的長短，又引入一個新的概念：指令周期。所謂指令周期就是指執行一條指令的時間。INTEL對每一條指令都給出了它的指令周期數，這些數據，大部份不需要我們去記憶，但是有一些指令是需要記住的，如DJNZ指令是雙周期指令。
  下面讓我們來計算剛才的延時。首先必須要知道晶體震蕩器的頻率，我們設所用晶體震蕩器為12M，則一個機器周期就是1微秒。而DJNZ指令是雙周期指令，所以執行一次要2個微秒。一共執行62500次，正好125000微秒，也就是125毫秒。
如果你對上面幾句還是不懂請看這里的詳解：http://m.zg4o1577.cn/mcu/1247.html
關于用C語言寫延時函數的詳解請看這：http://m.zg4o1577.cn/mcu/710.html
練習：設計一個延時100毫秒的延時程序。
要點分析：1、一個單元中的數是否能超過255。2、如何分配兩個數。
三、復位電路
一、復位方式
⒈ 復位條件
      RST引腳保持2個機器周期以上的高電平。
⒉ 復位電路

〈單片機復位電路〉
⒊ 復位后CPU狀態
   PC：  0000H       TMOD： 00H
   Acc： 00H          TCON： 00H
   B： 00H          TH0：  00H
   PSW： 00H          TL0：  00H
   SP：  07H          TH1：  00H
   DPTR：0000H       TL1：  00H
   P0～P3：FFH       SCON： 00H
   IP：×××00000B SBUF：不定
   IE：0××00000B    PCON： 0×××0000B
  任何單片機在工作之前都要有個復位的過程，復位是什么意思呢？它就象是我們上課之前打的預備鈴。預備鈴一響，大家就自動地從操場、其它地方進入教室了，在這一段時間里，是沒有老師干預的，對單片機來說，是程序還沒有開始執行，是在做準備工作。顯然，準備工作不需要太長的時間，復位只需要5ms的時間就能了。如何進行復位呢？只要在單片機的RST管腳上加上高電平，就能了，按上面所說，時間不少于5ms。為了達到這個要求，能用很多種辦法，這里供給一種供參考，見圖1。實際上，我們在上一次實驗的圖中已見到過了。
  這種復位電路的工作原理是：通電時，電容兩端相當于是短路，于是RST管腳上為高電平，然后電源通過電阻對電容充電，RST端電壓慢慢下降，降到一定程序，即為低電平，單片機開始正常工作。

下一課：6課:單片機并行口結構

作者: 阿格拉瑞 時間: 2013-5-25 21:46
延時怎么不計算跟精確一點？更精確是125751us

作者: c2y3h2 時間: 2013-8-31 09:25
謝謝分享！！！！！

作者: xksok 時間: 2013-11-20 16:33
謝謝分享

作者: 云往這邊飄 時間: 2013-12-19 22:54
不錯！很好

作者: 曾經有過 時間: 2014-1-3 19:58
很詳細，很全面，有匯編，有C語言，但有點轉不過來（原因要學匯編，要學C 語言）

作者: 鰥寡孤獨 時間: 2014-3-6 19:43
對我的論文寫作很有幫助。

作者: 菜菜鳥愛單片機 時間: 2014-3-20 17:16
我們設所用晶體震蕩器為12M，則一個機器周期就是1微秒這個·怎么算？？

作者: happy5027 時間: 2014-3-20 21:26
厲害厲害

作者: lixichunedu 時間: 2014-4-5 12:46

菜菜鳥愛單片機發表于 2014-3-20 17:16
我們設所用晶體震蕩器為12M，則一個機器周期就是1微秒這個·怎么算？？

12MHZ的晶體振蕩器  意味著這個晶體振蕩器1秒鐘震蕩12000000次，也就是12000000個（高一下低一下），也就是脈沖。震蕩1次消耗的時間（也就是時鐘周期，其實就是換了個名稱）是
（1秒）/12000000=0.0000000833333333（秒），
一個機器周期=12個時鐘周期（規定的）
一個機器周期=12*0.000000083333333（秒）=0.000001（秒）=1(微秒)。
實際上計算不是這么復雜的。
樓主說 6MHZ的晶振的機器周期是多少？
我是這么計算的
12*(1/6)    = 2us.
      M 的倒數  = us 微
其實單位量綱中的兆（M）和微（us）互為倒數的原因。
我說的不好的地方，希望大家批評指正。

作者: lixichunedu 時間: 2014-4-5 13:53
復位電路不是很清楚

作者: ivmmcu 時間: 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復位電路還是有點不懂，希望樓主能給點建議，謝謝。

作者: 亭子 時間: 2014-7-22 10:27
感謝樓主

作者: impel 時間: 2014-7-29 20:15
謝謝分享！！！！！

作者: 麟01 時間: 2014-8-6 23:49
不太懂

作者: 麟01 時間: 2014-8-7 12:48
不太懂

作者: 清水 時間: 2014-12-3 20:14

lixichunedu 發表于 2014-4-5 12:46
12MHZ的晶體振蕩器意味著這個晶體振蕩器1秒鐘震蕩12000000次，也就是12000000個（高一下低一下），也就 ...

你這么一解釋，我就明白了

作者: jiashun 時間: 2014-12-5 21:17
大師的深入淺出的講解

作者: Soar_C 時間: 2014-12-10 16:04

ivmmcu 發表于 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復 ...

學過電路原理大家就知道，圖示電容的兩端電壓是逐漸從0V慢慢增長到穩定狀態時的電壓5V的，而不是直接躍變到5v。也就是說RST引腳的電壓是從5V逐漸降到0v的。假設單片機認為大于3V為高電平，也就是只要使RST引腳從5V降到3V的時間大于兩個機器周期的話，單片機就復位。右邊的圖同理。因為這個時間與電阻、電容大小有關，所以復位電路中電阻值、電容值要精心選擇。

作者: ouyase 時間: 2014-12-12 13:24

Soar_C 發表于 2014-12-10 16:04
學過電路原理大家就知道，圖示電容的兩端電壓是逐漸從0V慢慢增長到穩定狀態時的電壓5V的，而不是直接躍變 ...

還是不明白，RST引腳上的5V電壓是哪里來的？

作者: yjj2011 時間: 2014-12-16 21:08
努力學習中

作者: ardu 時間: 2014-12-18 20:01
初學者

作者: pps111 時間: 2014-12-20 12:28
學習了

作者: yyphone 時間: 2015-1-16 22:07
我覺得這個教程講解得深入淺出！贊一個！

作者: yyphone 時間: 2015-1-16 22:07
多好的教程，相見恨晚啊！

作者: 我就要飛刀 時間: 2015-1-20 17:07
本帖最后由我就要飛刀于 2015-1-20 17:15 編輯

DELAY: MOV R7，#250　　;(6)
D1: MOV R6，#250 　　 ;(7)
D2: DJNZ R6，D2 　　  　;(8)
DJNZ R7，D1　　　       ;(9)　　
RE
按老師提示，我把這段改了一下
DELAY: MOV R7,#250 ;(6)
D1: MOV R6,#0 ;(7)
D2: DJNZ R6,D2    ;(8)
   DJNZ R7,D1  ;(9)
  好象看起來變化不大
再改成這樣：
DELAY: MOV R7,#1 ;(6)
D1: MOV R6,#250  ;(7)
D2: DJNZ R6,D2    ;(8)
   DJNZ R7,D1

明顯閃爍慢了很多。

作者: dimozun 時間: 2015-3-30 20:30
對于正在學單片機的我來說，幫助很大，謝謝分享~\(≧▽≦)/~。。

作者: b4082 時間: 2015-4-1 10:21
感謝分享！

作者: 崔三爺 時間: 2015-4-18 10:38

我就要飛刀發表于 2015-1-20 17:07
DELAY: MOV R7，#250　　;(6)
D1: MOV R6，#250 　　 ;(7)
D2: DJNZ R6，D2 　　　;(8)

滿了嗎？

作者: 崔三爺 時間: 2015-4-18 10:38
真的很好，真心的

作者: cikesheshou 時間: 2015-4-29 22:49
謝謝分享

作者: eject2015 時間: 2015-5-5 16:57

ivmmcu 發表于 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復 ...

在直流電剛上電時，電容上是有電子移動產生電流的，當電容充電完成后相當斷路

作者: 高佳篷 時間: 2015-6-8 19:11
時序邏輯電路是什么

作者: 高佳篷 時間: 2015-6-8 19:11
看不懂啊怎么辦

作者: yangsb6717 時間: 2015-7-4 11:28
看的我手癢癢的

作者: 白鶴859 時間: 2015-7-28 08:26
贊，剛開始學習單片機借了好多書發現都云里霧里的，這個資料感覺棒極了，以前C語言雖然學了，但糊里糊涂的，現在和匯編語言放一塊感覺慢慢理解了，太棒了，謝謝樓主！！！！

作者: silverdj 時間: 2015-8-7 13:44

ouyase 發表于 2014-12-12 13:24
**** 作者被禁止或刪除內容自動屏蔽 ****

我個人覺得應該是 VCC

作者: silverdj 時間: 2015-8-7 13:46

eject2015 發表于 2015-5-5 16:57
在直流電剛上電時，電容上是有電子移動產生電流的，當電容充電完成后相當斷路

只有在充滿電后才斷開？沒電的時候可以理解通路？

作者: hzb123 時間: 2015-8-22 17:34

菜菜鳥愛單片機發表于 2014-3-20 17:16
**** 作者被禁止或刪除內容自動屏蔽 ****

t=（1/12）×12=1

作者: wcx6270 時間: 2015-10-8 12:00

silverdj 發表于 2015-8-7 13:46
只有在充滿電后才斷開？沒電的時候可以理解通路？

電容的特性可以理解為隔直通交,當直流電加在其兩端時,其兩端電壓會緩慢上升,直到等于輸入電壓,然后由于電容的儲能特性(相當于水缸存滿了水),假設現在電容兩端是上正下負,由于直流電方向不變,所以當其存滿電之后,電路中就沒有電流流動了(只能從上面加水).但交流電由于方向在不斷變化,相當于形成了通路(現在下面也有了口,可以放水了),所以說通交.

作者: somexu 時間: 2015-10-16 10:40
學些了，講的不錯

作者: Demon_H 時間: 2016-4-20 11:50
感謝分享

作者: likemanweb 時間: 2016-5-12 16:11
250 200

作者: 251495979 時間: 2016-5-26 09:12
那慢慢消化

作者: oleandre 時間: 2016-6-11 17:58
感謝老師!講得通俗易懂。有些類比看了非常清楚。

作者: 1238 時間: 2016-7-17 18:34
很詳細，很全面，有匯編，有C語言

作者: 592317602 時間: 2016-8-1 13:42
執行完D2行（DJNZ R6，D2）250次以后、R6為0、轉去D2。不就是又是D2這一行了么？怎么會到下一行去

作者: B型血 時間: 2016-11-9 19:20
學習ing，感謝樓主

作者: B型血 時間: 2016-11-9 19:25
電容通電時候相當于短路嗎？

作者: B型血 時間: 2016-11-9 19:30

silverdj 發表于 2015-8-7 13:46
只有在充滿電后才斷開？沒電的時候可以理解通路？

確定是這樣嗎

作者: 初學者hex 時間: 2016-11-25 17:28
謝謝分享，課程設計幫大忙了

作者: 流星雨掉到地球 時間: 2016-11-26 18:19
學習了，謝謝

作者: 流星雨掉到地球 時間: 2016-11-26 18:19
很好，學習了

作者: durantx 時間: 2016-11-29 15:40
好東西

作者: durantx 時間: 2016-11-29 16:42
好，很好！

作者: durantx 時間: 2016-11-30 09:24

ivmmcu 發表于 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復 ...

同感！！！

作者: 隨易而安 時間: 2016-12-3 21:11
學習了，慢慢來

作者: alainyyj 時間: 2016-12-12 17:20

菜菜鳥愛單片機發表于 2014-3-20 17:16
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晶振12M,則時鐘周期為1/12M.秒
一個機器周期等于12個時鐘周期=1/12M * 12=1/1000000秒即一微秒。

作者: Hosanna 時間: 2017-1-11 16:24

592317602 發表于 2016-8-1 13:42
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R6為0之后應該是執行下一行，R6不等于0才是轉移到第二個參數指定的地方，即D2

作者: AD-Asiens 時間: 2017-2-9 09:06
能不能把練習的答案和解析也做出來，那就更完美了，有練習絕對是一大亮點，因為有了自己動手實踐的機會，這是很重要的，感謝樓主嗎，感謝51，能把匯編和C的程序都寫出來。辛苦辛苦。

作者: AD-Asiens 時間: 2017-2-9 09:08

durantx 發表于 2016-11-30 09:24
同感！！！

我覺得錯誤了

作者: AD-Asiens 時間: 2017-2-9 09:15

ivmmcu 發表于 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復 ...

電容加電瞬間視為短路，加電瞬間，電能類似脈沖階躍，電能從無到有，類似交流電的上升沿。

作者: AD-Asiens 時間: 2017-2-9 09:18

ivmmcu 發表于 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復 ...

這里的電阻電容選擇，根據單片機需求的復位時間去選擇，RC充放電時間公式去計算。這里電容式22uf，電阻是1K，所以充電時間是RC=2.2微秒>2微秒，即兩個機械周期，可以維持兩個機械周期的高電平所以單片機會復位。

作者: 滿腹經綸 時間: 2017-3-2 09:16
2、如何分配兩個數。

作者: 如花綻放明 時間: 2017-3-21 11:20
天哪，每次看不準確的延時都賊費勁，根據晶振頻率不同，湊出來的數又不一樣，還不會算

作者: vincetan9 時間: 2017-4-1 14:12
li hai

作者: 96008562 時間: 2017-5-3 18:00
C2作用是什么？

作者: zhangdaili 時間: 2017-5-4 16:11
復位電路的電容大小是如何確定的？是否跟電路的時間常數有關系？

作者: zhangdaili 時間: 2017-5-4 16:21

ivmmcu 發表于 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復 ...

單片機上電瞬間相當于是交流電，頻率為無窮大，根據隔直通交，上電瞬間電容導通，約等于電容短路，復位端出現高電平。電路后續通過串聯電阻放電使復位端回到低電平。

作者: 030237 時間: 2017-5-9 11:01
什么叫一個單元中的數...

作者: arctic_michael1 時間: 2017-6-8 09:55
thanks for sharing

作者: 藍野 時間: 2017-8-16 10:16
一個問題：如果在R6中放入0，會有什么樣的結果。結果是該程序只執行250次

作者: 藍野 時間: 2017-8-16 11:39
RST引腳保持2個機器周期以上的高電平可以復位，是不是頻率不同的晶振，這2個周期的時間也不一樣呀？

作者: wuminhong 時間: 2017-8-19 10:40

ivmmcu 發表于 2014-4-18 11:47
單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎？復 ...

電容元件的特征就是先有電流再有電壓，電容加載電源時，理論電流無限大電壓零。
跟電感元件的特征剛好相反。

作者: ytxxzhi 時間: 2017-9-20 15:02

單片機上電是直流5v電壓，電容不是隔直通交嗎？為什么一上電電容就短路了？當電容充完電之后不用放電嗎，放電如何確定正負極，

作者: ytxxzhi 時間: 2017-9-20 16:13
70樓應該是正解，按７０樓講解能多少明白點，為什么一上電就是高電平；４１樓解釋了程序恢復后的理解，就是當電流不動時，又恢復低電平

作者: 浩潔nice 時間: 2017-10-8 20:14
牛逼。。。。

作者: 浩潔nice 時間: 2017-10-8 20:15
不錯

作者: Jackps27 時間: 2017-10-9 13:22
請大家用自已的話講一下這條語句是怎樣執行的：第（8）句就是，R6=250，執行減1，等于249，不等于0，轉移到D2；此時的D2里的R6=249，減1，等于248，不等于0，轉移到D2……如此以往，到底250次，R6=0，執行下一行也就是（9），而（9）也是同樣的原理，轉移到D1再執行D2，最終結果就是原地轉圈250（R7由250每次減1減到0） x 250(R由250每次減1減到0）次

作者: Jackps27 時間: 2017-10-9 13:24
如果在R6中放入0，會有什么樣的結果。就是執行250次

作者: cnc2020 時間: 2017-10-22 23:27
不錯！很好

作者: s11223 時間: 2017-10-29 00:14
很詳細

很詳細

作者: yatou520 時間: 2017-11-16 11:49
謝謝樓主分享的資料

作者: f13233259343 時間: 2017-12-12 16:54

Soar_C 發表于 2014-12-10 16:04
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怎么算從5V降到3V所需要的時間？

作者: 輕730 時間: 2017-12-26 18:37
練習：DELAY: MOV R7 #199

作者: 輕730 時間: 2017-12-26 18:41
練習
DELAY: MOV R7 #199;
D1: MOV R6 #245;
D2:DJNZ R6,D2;
DJNZ R7,D1;
RET

作者: liuzclzc 時間: 2018-1-16 20:19
這節講的命令對于相應引腳的作用和復位過程。

作者: taodongyanyan 時間: 2018-3-2 11:09
需要學習

作者: dragoars 時間: 2018-3-14 19:49

菜菜鳥愛單片機發表于 2014-3-20 17:16
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12MHZ 即12M次1秒，12次為1US，一個機器周期為12個時鐘周期，所以一個機器周期為1US。

作者: 太陽黑子1 時間: 2018-4-12 23:11
前面哪里有講啦R6和R7是什么？

作者: GUOXUAN 時間: 2018-4-15 10:10
感謝老師詳講延時時序.

作者: 627341504 時間: 2018-4-21 20:42
第五課，又學習了

作者: 接淅子 時間: 2018-5-21 16:56
很給力！

作者: js_iq 時間: 2018-5-21 17:31
有點懵

作者: keneng 時間: 2018-6-25 15:55
除了主貼的內容，下面回復的內容也有助于理解主貼的內容。

作者: kevina 時間: 2018-7-1 15:07
非常感想，講的很通俗，一下子就看懂了

作者: 蓮蓬16 時間: 2018-8-29 20:39
請問設計100ms的延時單元中的數分配法則是啥啊

作者: bslch 時間: 2018-9-23 17:26
樓主寫程序時最好寫完整的程序比如頭文件等，因為只寫一段程序初學者會誤解的，自己寫的時候照你的抄結果搞半天搞不出

作者: guanlinzhong 時間: 2018-10-10 16:06

菜菜鳥愛單片機發表于 2014-3-20 17:16
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一個機器周期等于12個時鐘周期，12M的時鐘周期等于1/12微秒，所以12M的機器周期等于1微秒

作者: lyy001 時間: 2019-3-22 06:37
簡單明了，初步學習好資料！感謝admin，感.

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