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[分享帖] 单片机汇编延时程序详细解释

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GKR 发表于 2019-7-24 18:33:29 |阅读模式
先看一眼程序昂:
  1. DELAY: MOV R7,#250 ;
  2. D1: MOV R6,#250 ;
  3. D2: DJNZ R6,D2 ;
  4. DJNZ R7,D1 ;
  5. RET
复制代码
如果用高级语言编程,只需要简单地调用延时函数就可以实现,但是计算机具体是怎么实现的呢?要想知其所以然,还得从汇编开始学起。

冒号前面的“DELAY”、“D1”、“D2”为语句行的名字,是为了程序的条件语句跳转用的,分号后面为注释,计算机执行时将过滤掉这些信息,最大限度减少代码长度,提高效率。
DELAY: MOV R7,#250 ;
名字为“DELAY”的语句:
意思是将CPU内部内存RAM的R7位置填写为250(原来为0,为什么是0呢?因为任何程序开始执行前都要复位,就像我们打算盘要将算子复位一样,或者我们用沙盘写字,要将沙盘抹平类似)
D1: MOV R6,#250 ;
名字为“D1”的语句:
将R6位置填写为250
D2: DJNZ R6,D2 ;
名字为“D2”的语句:
将R6位置的250减1,如果为0就继续执行下一条,不为0就继续执行D2这一句,因为R6=250,所以这个语句要原地踏步执行250次!

DJNZ R7,D1 ;
这句没有名字,因为没有别的语句要跳到这里,所以就省略了。R7同样等于250,但它不是原地踏步,而是跳回了D1,这么干,D!、D2和本句将被循环执行250遍,需要强调的是:D2语句自身每次都要执行250遍,也就是执行了250*250=62500遍!
RET ;
子程序结束(因为延时程序一般不作为独立程序存在,它只是一个子程序,也就是高级语言中的一个函数,看到这个字符,子程序将跳回到母程序,进行下一步)。

       这个子程序这么反复地循环指令,到底有什么意义呢?又是怎么实现的延时程序呢?说起来计算机真是有点笨,它是通过程序执行的次数来累加时间的!也就是说语句本身就是为了浪费时间!哈哈,可笑吧?这就像你没有钟表,但是你知道你跑操场一圈是一分钟,然后就绕着操场跑了60圈,时间过了正好一小时一样。如果是人的话,谁也不会笨到干这么累的活儿来计时,但计算机不一样,它不论静止还是运动,程序总是一拍一拍地运行着,所以它不累。

        那么,计算机执行一个语句耗费的时间是多少呢?

        以51型单片机为例:如果采用12MHz的晶振,运行一个机器周期为1微秒,具体为什么暂时不管。单片机的指令系统分为单周期、双周期和三周期指令(三周期实际上占用四个周期,多余一个周期浪费掉),这是有指令的内容决定的,内容多的单周期执行不完,肯定要延长了。子程序里面的MOV是单周期、DJNZ是双周期。

        这样,我们就可以算算这个子程序累计进行了多少个周期,然后乘以1微秒,就算出它占用的时间,也就是延时的时长了!

        第一句:DELAY: MOV R7,#250 ;执行了一次,没有任何语句跳转给它,单周期。1

        第二句:D1: MOV R6,#250 ;执行了250次,全部是第四句跳过来的,单周期。250

        第三句:D2: DJNZ R6,D2 ;原地执行了250次,从第二句顺延(第二句执行完,没有其它跳转的话肯定要执行第三句)过来250次,也就是250*250=62500次,双周期*2。125000

        第四句:DJNZ R7,D1 ; 从第三句顺延过来250次,双周期*2。500

        总计:1+250+125000+500=1257501次,乘以1微秒,换算约为0.13秒。

        我们可以通过调整R6、R7的数值来调整延时的长度。事实上,8位计算机中,R6之类的工作寄存器地址最大只能放下255的十进制数值,因此要通过上述程序达到更长的延时是办不到的。

        那怎么办呢?

        我们可以再增加一个R4,让上述的程序最多可以循环255遍,这样,0.13秒的200多倍就是30秒上下了,不够的话再增加循环,又可以扩大200多倍,当然,工作寄存器的数量是有限的,因此这个延时程序也是有限的,如果还不够用怎么办呢,就目前我所学的知识,只能在母程序里面设置循环了,也就是让这个子程序在母程序里面继续循环......


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