從零開始51單片機(jī)教程——連載6 延時(shí)程序分析

掌握匯編中的延時(shí)程序

上一次課中，我們已經(jīng)知道，程序中的符號(hào)R7、R6是代表了一個(gè)個(gè)的RAM單元，是用來放一些數(shù)據(jù)的，下面我們?cè)賮砜匆幌缕渌?hào)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(jī)延時(shí)程序〉

MOV：這是一條指令，意思是傳遞數(shù)據(jù)。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(gè)接受者，一個(gè)傳遞者和一樣?xùn)|西。從指令MOV R7，#250中來分析，R7是一個(gè)接受者，250是被傳遞的數(shù)，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(huì)省的，事實(shí)上大部份數(shù)據(jù)傳遞指令都會(huì)有傳遞者）。它的意義也很明顯：將數(shù)據(jù)250送到R7中去，因此執(zhí)行完這條指令后，R7單元中的值就應(yīng)當(dāng)是250。在250前面有個(gè)#號(hào)，這又是什么意思呢？這個(gè)#就是用來說明250就是一個(gè)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(yīng)當(dāng)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(gè)東西，一個(gè)是R6，一個(gè)是D2，R6我們當(dāng)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(xué)過，這稱之為標(biāo)號(hào)。標(biāo)號(hào)的用途是什么呢？就是給本行起一個(gè)名字。DJNZ指令的執(zhí)行過程是這樣的，它將其后面的第一個(gè)參數(shù)中的值減1，然后看一下，這個(gè)值是否等于0，如果等于0，就往下執(zhí)行，如果不等于0，就轉(zhuǎn)移，轉(zhuǎn)到什么地方去呢？可能大家已猜到了，轉(zhuǎn)到第二個(gè)參數(shù)所指定的地方去（請(qǐng)大家用自已的話講一下這條語句是怎樣執(zhí)行的）。本條指令的最終執(zhí)行結(jié)果就是，在原地轉(zhuǎn)圈250次。

執(zhí)行完了DJNZ R6，D2之后（也就是R6的值等于0之后），就會(huì)去執(zhí)行下面一行，也就是DJNZ R7，D1，請(qǐng)大家自行分析一下這句話執(zhí)行的結(jié)果。（轉(zhuǎn)去執(zhí)行MOV R6，#250，同時(shí)R7中的值減1），最終DJNZ R6，D2這句話將被執(zhí)行250*250=62500次，執(zhí)行這么多次同一條指令干嗎？就是為了延時(shí)。

一個(gè)問題：如果在R6中放入0，會(huì)有什么樣的結(jié)果。

二、時(shí)序分析：

前面我們介紹了延時(shí)程序，但這還不完善，因?yàn)?，我們只知道DJNZ R6，D2這句話會(huì)被執(zhí)行62500次，但是執(zhí)行這么多次需要多長(zhǎng)時(shí)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(gè)問題。

先提一個(gè)問題：我們學(xué)校里什么是最重要的。（鈴聲）校長(zhǎng)能出差，老師能休息，但學(xué)校一日無鈴聲必定大亂。整個(gè)學(xué)校就是在鈴聲的統(tǒng)一指揮下，步調(diào)一致，統(tǒng)一協(xié)調(diào)地工作著。這個(gè)鈴是按一定的時(shí)間安排來響的，我們能稱之為“時(shí)序#0;#0;時(shí)間的次序”。一個(gè)由人組成的單位尚且要有一定的時(shí)序，計(jì)算機(jī)當(dāng)然更要有嚴(yán)格的時(shí)序。事實(shí)上，計(jì)算機(jī)更象一個(gè)大鐘，什么時(shí)候分針動(dòng)，什么時(shí)候秒針動(dòng)，什么時(shí)候時(shí)針動(dòng)，都有嚴(yán)格的規(guī)定，一點(diǎn)也不能亂。計(jì)算機(jī)要完成的事更復(fù)雜，所以它的時(shí)序也更復(fù)雜。

我們已知，計(jì)算機(jī)工作時(shí)，是一條一條地從ROM中取指令，然后一步一步地執(zhí)行，我們規(guī)定：計(jì)算機(jī)訪問一次存儲(chǔ)器的時(shí)間，稱之為一個(gè)機(jī)器周期。這是一個(gè)時(shí)間基準(zhǔn)，好象我們?nèi)擞谩懊搿弊鳛槲覀兊臅r(shí)間基準(zhǔn)一樣，為什么不干脆用“秒”，多好，很習(xí)慣，學(xué)下去我們就會(huì)知道用“秒”反而不習(xí)慣。

一個(gè)機(jī)器周期包括12個(gè)時(shí)鐘周期。下面讓我們算一下一個(gè)機(jī)器周期是多長(zhǎng)時(shí)間吧。設(shè)一個(gè)單片機(jī)工作于12M晶體震蕩器，它的時(shí)鐘周期是1/12（微秒）。它的一個(gè)機(jī)器周期是12*（1/12）也就是1微秒。（請(qǐng)計(jì)算一個(gè)工作于6M晶體震蕩器的單片機(jī)，它的機(jī)器周期是多少）。

MCS-51單片機(jī)的所有指令中，有一些完成得比較快，只要一個(gè)機(jī)器周期就行了，有一些完成得比較慢，得要2個(gè)機(jī)器周期，還有兩條指令要4個(gè)機(jī)器周期才行。這也不難再解，不是嗎？我讓你掃地的執(zhí)行要完成總得比要你完成擦黑板的指令時(shí)間要長(zhǎng)。為了恒量指令執(zhí)行時(shí)間的長(zhǎng)短，又引入一個(gè)新的概念：指令周期。所謂指令周期就是指執(zhí)行一條指令的時(shí)間。INTEL對(duì)每一條指令都給出了它的指令周期數(shù)，這些數(shù)據(jù)，大部份不需要我們?nèi)ビ洃?，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(jì)算剛才的延時(shí)。首先必須要知道晶體震蕩器的頻率，我們?cè)O(shè)所用晶體震蕩器為12M，則一個(gè)機(jī)器周期就是1微秒。而DJNZ指令是雙周期指令，所以執(zhí)行一次要2個(gè)微秒。一共執(zhí)行62500次，正好125000微秒，也就是125毫秒。

練習(xí)：設(shè)計(jì)一個(gè)延時(shí)100毫秒的延時(shí)程序。

要點(diǎn)分析：1、一個(gè)單元中的數(shù)是否能超過255。2、如何分配兩個(gè)數(shù)。

三、復(fù)位電路

一、復(fù)位方式

⒈ 復(fù)位條件
RST引腳保持2個(gè)機(jī)器周期以上的高電平。

⒉ 復(fù)位電路

〈單片機(jī)復(fù)位電路〉

⒊ 復(fù)位后CPU狀態(tài)

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(jī)在工作之前都要有個(gè)復(fù)位的過程，復(fù)位是什么意思呢？它就象是我們上課之前打的預(yù)備鈴。預(yù)備鈴一響，大家就自動(dòng)地從操場(chǎng)、其它地方進(jìn)入教室了，在這一段時(shí)間里，是沒有老師干預(yù)的，對(duì)單片機(jī)來說，是程序還沒有開始執(zhí)行，是在做準(zhǔn)備工作。顯然，準(zhǔn)備工作不需要太長(zhǎng)的時(shí)間，復(fù)位只需要5ms的時(shí)間就能了。如何進(jìn)行復(fù)位呢？只要在單片機(jī)的RST管腳上加上高電平，就能了，按上面所說，時(shí)間不少于5ms。為了達(dá)到這個(gè)要求，能用很多種辦法，這里供給一種供參考，見圖1。實(shí)際上，我們?cè)谏弦淮螌?shí)驗(yàn)的圖中已見到過了。

這種復(fù)位電路的工作原理是：通電時(shí)，電容兩端相當(dāng)于是短路，于是RST管腳上為高電平，然后電源通過電阻對(duì)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(jī)開始正常工作。