實現延時通常有兩種方法：一種是硬體延時，要用到定時器/計數器，這種方法可以提高CPU的工作效率，也能做到精確延時;另一種是軟體延時，這種方法主要採用迴圈體進行。

1 使用定時器/計數器實現精確延時

微控制器系統一般常選用11.059 2 MHz、12 MHz或6 MHz晶振。第一種更容易產生各種標準的波特率，後兩種的一個機器週期分別為1 μs和2 μs，便於精確延時。本程式中假設使用頻率為12 MHz的晶振。最長的延時時間可達216=65 536 μs。若定時器工作在方式2，則可實現極短時間的精確延時;如使用其他定時方式，則要考慮重灌定時初值的時間(重灌定時器初值佔用2個機器週期)。

在實際應用中，定時常採用中斷方式，如進行適當的迴圈可實現幾秒甚至更長時間的延時。使用定時器/計數器延時從程式的執行效率和穩定性兩方面考慮都是最佳的方案。但應該注意，C51編寫的中斷服務程式編譯後會自動加上PUSH ACC、PUSH PSW、POP PSW和POP ACC語句，執行時佔用了4個機器週期;如程式中還有計數值加1語句，則又會佔用1個機器週期。這些語句所消耗的時間在計算定時初值時要考慮進去，從初值中減去以達到最小誤差的目的。

2 軟體延時與時間計算

在很多情況下，定時器/計數器經常被用作其他用途，這時候就只能用軟體方法延時。下面介紹幾種軟體延時的方法。

2.1 短暫延時

可以在C檔案中通過使用帶_NOP_( )語句的函式實現，定義一系列不同的延時函式，如Delay10us( )、Delay25us( )、Delay40us( )等存放在一個自定義的C檔案中，需要時在主程式中直接呼叫。如延時10 μs的延時函式可編寫如下：

void Delay10us( ) {

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

_NOP_( );

}

Delay10us( )函式中共用了6個_NOP_( )語句，每個語句執行時間為1 μs。主函式呼叫Delay10us( )時，先執行一個LCALL指令(2 μs)，然後執行6個_NOP_( )語句(6 μs)，最後執行了一個RET指令(2 μs)，所以執行上述函式時共需要10 μs。　　可以把這一函式當作基本延時函式，在其他函式中呼叫，即巢狀呼叫[4]，以實現較長時間的延時;但需要注意，如在Delay40us( )中直接呼叫4次Delay10us( )函式，得到的延時時間將是42 μs，而不是40 μs。這是因為執行Delay40us( )時，先執行了一次LCALL指令(2 μs)，然後開始執行第一個Delay10us( )，執行完最後一個Delay10us( )時，直接返回到主程式。依此類推，如果是兩層巢狀呼叫，如在Delay80us( )中兩次呼叫Delay40us( )，則也要先執行一次LCALL指令(2 μs)，然後執行兩次Delay40us( )函式(84 μs)，所以，實際延時時間為86 μs。簡言之，只有最內層的函式執行RET指令。該指令直接返回到上級函式或主函式。如在Delay80μs( )中直接呼叫8次Delay10us( )，此時的延時時間為82 μs。通過修改基本延時函式和適當的組合呼叫，上述方法可以實現不同時間的延時。

2.2 在C51中嵌套匯程式設計序段實現延時

在C51中通過預處理指令#pragma asm和#pragma endasm可以嵌套匯編語言語句。使用者編寫的組合語言緊跟在#pragma asm之後，在#pragma endasm之前結束。

如：#pragma asm

…

組合語言程式段

…

#pragma endasm

延時函式可設定入口引數，可將引數定義為unsigned char、int或long型。根據引數與返回值的傳遞規則，這時引數和函式返回值位於R7、R7R6、R7R6R5中。在應用時應注意以下幾點：

◆ #pragma asm、#pragma endasm不允許巢狀使用;

◆ 在程式的開頭應加上預處理指令#pragma asm，在該指令之前只能有註釋或其他預處理指令;

◆ 當使用asm語句時，編譯系統並不輸出目標模組，而只輸出彙編原始檔;

◆ asm只能用小寫字母，如果把asm寫成大寫，編譯系統就把它作為普通變數;

◆ #pragma asm、#pragma endasm和 asm只能在函式內使用。

將組合語言與C51結合起來，充分發揮各自的優勢，無疑是微控制器開發人員的最佳選擇。

2.3 使用示波器確定延時時間

利用示波器來測定延時程式執行時間。方法如下：編寫一個實現延時的函式，在該函式的開始置某個I/O口線如P1.0為高電平，在函式的最後清P1.0為低電平。在主程式中迴圈呼叫該延時函式，通過示波器測量P1.0引腳上的高電平時間即可確定延時函式的執行時間。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，執行上面的程式，可以看到P1.0輸出的波形為週期是3 ms的方波。其中，高電平為2 ms，低電平為1 ms，即for迴圈結構“for(j=0;j<124;j++) {;}”的執行時間為1 ms。通過改變迴圈次數，可得到不同時間的延時。當然，也可以不用for迴圈而用別的語句實現延時。這裡討論的只是確定延時的方法。

2.4 使用反彙編工具計算延時時間

用Keil C51中的反彙編工具計算延時時間，在反彙編視窗中可用源程式和彙編程式的混合程式碼或彙編程式碼顯示目標應用程式。為了說明這種方法，還使用“

for (i=0;i

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，分析語句可以發現並不是每條語句都執行DlyT次。核心迴圈只有0x0011~0x0017共6條語句，總共8個機器週期，第1次迴圈先執行“CLR A”和“MOV R6，A”兩條語句，需要2個機器週期，每迴圈1次需要8個機器週期，但最後1次迴圈需要5個機器週期。DlyT次核心迴圈語句消耗(2+DlyT×8+5)個機器週期，當系統採用12 MHz時，精度為7 μs。

當採用while (DlyT--)迴圈體時，DlyT的值存放在R7中。相對應的彙編程式碼如下：

C:0x000FAE07MOVR6, R7//1T

C:0x00111F DECR7//1T

C:0x0012EE MOVA,R6//1T

C:0x001370FAJNZC:000F//2T

迴圈語句執行的時間為(DlyT+1)×5個機器週期，即這種迴圈結構的延時精度為5 μs。

通過實驗發現，如將while (DlyT--)改為while (--DlyT)，經過反彙編後得到如下程式碼：

C:0x0014DFFE DJNZR7,C:0014//2T

可以看出，這時程式碼只有1句，共佔用2個機器週期，精度達到2 μs，迴圈體耗時DlyT×2個機器週期;但這時應該注意，DlyT初始值不能為0。

注意：計算時間時還應加上函式呼叫和函式返回各2個機器週期時間。

第二篇

宣告：作者初學微控制器程式設計，本著刨根問底的探索精神，對延時程式碼進行了完全透徹的分析，計算出其中的誤差，根據不同程式碼佔用機器週期進行調整。至於調整0.01ms左右的時間誤差對實際應用有何實際意義則不敢妄談。不過您看完這篇文章的綠色部分，即可明確延時程式的設計方法。

舉例程式段落：

系統頻率：6MHz

Delay: MOV R5,#25 ;5ms延時——MOV指令佔用1機器週期時間

Delay1: MOV R6,#200 ;200ms延時

Delay2: MOV R7,#166 ;1ms延時常數

Delay3: NOP ;空指令，什麼都不做，停留1機器週期時間

DJNZ R7,Delay3 ;R7減1賦值給R7,如果此時R7不等於零，轉到Delay3執行。——2機器週期時間

DJNZ R6,Delay2

DJNZ R5,Delay1

解析如下：

1、首先計算機器週期T=12*1/f=2μs。

2、注意DJNZ R7,Delay3每執行1次需要佔用NOP的時間和DJNZ本身的時間共3個機器週期。6μs。那麼1ms的時間需要1ms*1000/6μs=166.67，取166。

3、注意DJNZ R6,Delay2是在166次迴圈後執行1次的(時間為MOV機器週期+本身機器週期，3*2=6μs)，直到166*200次後，R6=0，才執行DJNZ R5,Delay1。

4、DJNZ R5,Delay1是在R5不為0的時候迴圈回去。時間也為6μs。

5、時間總計：166*200*25*6μs+200*25*6μs+25*6μs=5010150μs，合計5.01015ms(程式設計的人都遇到過類似的潛逃迴圈，此程式忽略了執行MOV的時間，只計算了迴圈所用時間，即166*200*25*6/1000000=4.98ms，近似5ms)。

程式改進：

去掉NOP命令，整數化1ms需要的延時常數。

Delay: MOV R5,#25 ;5ms延時——MOV指令佔用1機器週期時間

Delay1: MOV R6,#200 ;200ms延時

Delay2: MOV R7,#250 ;1ms延時常數

Delay3: ;NOP ;空指令，什麼都不做，停留1機器週期時間

DJNZ R7,Delay3 ;R7減1賦值給R7,如果此時R7不等於零，轉到

Delay3執行。——2機器週期時間

DJNZ R6,Delay2

DJNZ R5,Delay1

此時時間總計：250*200*25*4μs+200*25*6μs+25*6μs=5030150μs。時間佔用誤差反而比未改進的時候大，可修正，將R7-30150/(25*200*4)=248(因為R7=250迴圈1次佔用2個機器週期，4μs，計算等於R7-1.5075,將時間減小到小於5ms，剩餘時間另補，取248)。則：

時間總計：248*200*25*4μs+200*25*6μs+25*6μs=4990150μs，需要補：5000000-4990150=9850μs，9850/2=4925機器週期。補一個MOV R4,#200，4個NOP，還需4920機器週期，將其約分，得到24*205=4920。如何建立函式根據實際程式碼調整，如下：

Delay: MOV R5,#25 ;5ms延時——MOV指令佔用1機器週期時間

Delay1: MOV R6,#200 ;200ms延時

Delay2: MOV R7,#250 ;1ms延時常數

Delay3: ;NOP ;空指令，什麼都不做，停留1機器週期時間

DJNZ R7,Delay3 ;R7減1賦值給R7,如果此時R7不等於零，轉到Delay3執行。——2機器週期時間

DJNZ R6,Delay2

DJNZ R5,Delay1

NOP

NOP

NOP

NOP

MOV R3,#6

Delayadd: MOV R4,#205

MOV R2,#0H

DJNZ R3,Delayadd

解析205*24調整為205*6——這是因為Delay迴圈為4機器週期程式碼，因此將24/4=6。請計算：205*6*4=4920;4920+5=4925。時間補充正好。此時時間計算：

248*200*25*4μs+200*25*6μs+25*6μs=4990150μs+4925*2μs=5000000μs合計5ms。

理論上1μs都不差(僅為科學探討，具體晶振頻率的誤差多大作者並不明確)。