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单片机心得（二）——聊聊C语言的延时程序（初级）
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作为单片机心得的第二章，我们聊聊C语言的延时程序。又被问起汇编的事，汇编写的延时程序可以一个个指令数着花了多少时间，能很精确。但也花大力气。
我下面要谈的方法是一个通用快捷的方法，同时也能达到接近汇编的精度，重点是这点精度就足够的了。延时程序虽然不能做时钟，但是时序方面总是要用到延时程序的，这非常重要。例如Lcd1602和Lcd12864。这些事后的章节再说。
工具：一台能测量频率的万能表（有20KHz档就足够）。如果有一台示波器那更精确。（示波器能显示频率值，更准确）
软件：STC-ISP 这是宏晶公司的51专用烧录软件。它还带有好多辅助功能。我们要的正是在辅助功能里。可以到STCMCU官网下载。
回想初学单片机时，看到这个延时程序，我有两个想法，一个是：这也太浪费运算，这延时过程中什么也不能运算；另一个是：这个延时的时间是怎么定的，它准不准的？
我后来才知道，这点延时的时间，要是少到单片机的几个至几百个周期，这点时间真的没法利用的。还有就是范例上的延时程序是经验值，早就过时了。
我是个对待编程严谨的人，也不愿浪费算法效率，虽说延时序程是无奈，但也要压榨到精确的时间，防止浪费。我见过好多代码都写Delay(5)，这实际上是延时8ms，我用5us的延时程序替代它，运行正常。8ms/5us=8000/5=1600倍，我的乖乖。这说明写范例也伤不起，能运行，管你初学者学得怎样，给你能用的代码就可以。
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下面说谈谈实操。
（一）测量
我先说说怎么测量延时代码的延时值，这我的方法也是有误差的，误差1.5-2us左右。我们在main里面写一个循环：
while(1)
{
Delay(x);
LED=!LED;
}
当然，你要将LED和Delay定义一下，这不多交代。
我们要有两个前提条件：一个条件是MCU芯片是什么，另一个条件是系统时钟是多少。（8051就是晶振频率；用内部RC产生时钟的80C51或STC15F则指IRC频率；stm32指驱动内核的时钟。）
我说的有点多了，理解不了。那么我缩小一下范围，只谈 AT89c51 和stc-89c51 stc-90c51等。
假设晶振频率为11.0592MHz (这个最常用)
我们先定义X的值；例如X=1;
编译好，烧录，再运行。用万能表测量LED端输出的频率 F 。
那么这个Delay(1)延时的时间 T 为：（注：T的单位是s，F的单位是Hz，单位很关键。）
公式1：T=1/F/2/X
（恶补时间单位关系：1s(秒)=1000ms(毫秒)=1000*1000us(微秒)；换个角度看 m=0.001，u=0.000001）
（恶补频率单位关系：1MHz=1000KHz=1000*1000Hz；换个角度看 K=1000，M=1000000）
有一点技巧，当 F 用 Hz 做单位，则 T 计算出来，单位就是 s 。
当 F 用 KHz 做单位，则 T 计算出来，单位就是 ms 。
——我的数学头脑已经要爆裂了！！
多说一句，当X=1时，算得的 T 结果是最大的。X的值从1到几十，当值增大，结果 T 会慢慢减少。当X>50时，T值会稳定恒定。所以最好将X定在50。
你也可自己试1,10,50,100,150,200的结果。
这是为什么呢？
void Delay(uchar n); 有参数n，当调用Delay时，实现cpu运行时，要先压栈cpu多个寄存器，再分配在栈上写入n的值，这要花时间 ta 。Delay内部做循环，每次循环花的时间是 tz 。当Delay返回，要出栈cpu多个寄存器，花时间 tb 。那么Delay的实际延时间是 T = ta + n*tz + tb = ( ta+tb ) + n*tz 。很明显的多了ta+tb的时间出来。所以当n=1时，结果明显的误差偏大，当n>50时误差才会不显大。
听不明白的话……。当你没问过好了。
（二）因素
得到这个公式，还不是全部，我们要知道两条准则：
准则1：芯片的等级相同，计算的结果是可以互用的。 AT89c51 和stc-89c51 stc-90c51是在同一级别的。
准则2：同一块芯片，不同系统时钟则延时代码不通用。
上面两句话，怎么理解呢？
就是说，同一级别的指令运行速度一样，才能让延时程序通用。因为延时程序是用指令运行来实现的。另外系统时钟不同，即使同一指令，也会耗时不等，所以延时也不等。芯片和系统时钟这两个因素决定了同一延时程序的不同时间值。
所以，可以为系统时钟11.0592MHz写一个 Delay_11_0592MHz.c
又为6MHz写一个 Delay_6MHz.c 等等，如些类推。当你用上哪个晶振再写也行。
不同的80c51也可以兼容的话，就要用条件编译的方法将不同芯片专用的Delay代码区分开。但可以用上同一个 Delay.H
不懂条件编译的方法，还是老实的分开不同的C文件好了。（因为内容的统一性的原因，我不打算在本章节谈条件编译。）
（三）修正Delay
这很关键。
我们要有一个靠谱的代码。因为有些代码不好调节，有些会被编译器“代码优化”掉。
100us以下不能用Delayus(n)来实现，因为上面说过压栈出栈时间，造成的误差对于这个时间段来说太大了。无解。只能用固定的代码。
我们用STC-ISP来算延时程序好了。若想程序简单化也可以每次编程都它算一下。
我自己倒是想写成一个函数库。这是后话。
见下图。
第一步：选定8051程序集。
说好的AT89C51呢，不见。这是STC公司的，自然没有AT的事。但你要知道AT89C51在运行速度上与STC89C51一样的，所以是同一等级，所以一样选STC-Y1就可以了。其它的STC51可以看右侧的解释。也可看下图
第二步 系统频率
说的就是系统时钟的频率，这个好办。不多说。
第三步 定时长度
写上你要延时的时间值。毫秒(ms)，微秒(us)
STC-Y1(11.0592MHz)要注意最小是2us，不能再小了。
第四步 生成C代码，再复制代码，贴到你的C文件里。
我只说了怎么解决精准代码。没说更方便的方法。这将在下一编解说。
维京猎人 2017-8-27
