延時(shí)的概念

前面的程序中我們只是點(diǎn)一下燈，熄一下燈，或者點(diǎn)亮另幾個(gè)燈，再熄滅，有這編程的功夫還不如裝個(gè)開關(guān)吧。你還想咋地？“寶寶想看那種五顏六色還能一閃一閃亮晶晶的”。如果你的女朋友（或男朋友）看到你學(xué)單片機(jī)只會(huì)點(diǎn)燈時(shí)這么對(duì)你說，你該咋辦？毫無疑問，咱無論如何也要滿足她（他）呀，還不止只給她看一閃一閃亮晶晶呢，你應(yīng)該要給她看星星，看月亮，看整個(gè)宇宙的。畢竟現(xiàn)在這社會(huì)競(jìng)爭(zhēng)這么大，你不給她，另一個(gè)朋友能給她，到時(shí)你該怎么辦？都到談戀愛這份上了，為了這點(diǎn)小事難道你要“善罷甘休”，真不想以后交換戒指的是你和她？

想清楚了吧，為了未來的那一大幕，我們現(xiàn)在是不是要先來研究研究LED怎么一閃一閃這一小步呢？

我們要讓單片機(jī)控制的LED一閃一閃要怎么做呢，是不是讓它亮一會(huì)再滅一會(huì)？那要怎么讓它亮了再滅呢？難道寫一個(gè)點(diǎn)亮程序，再寫一個(gè)熄滅程序不停交替下載這兩程序？要是這樣，你女朋友早跟樓下小王跑了。

前面的內(nèi)容中我們說了數(shù)字芯片大多都是需要時(shí)序來控制的吧，單片機(jī)是數(shù)字芯片的集合體，它的時(shí)鐘源就是我們上節(jié)課說的晶振電路，晶振電路產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)輸入到其內(nèi)部，然后其內(nèi)部電路就根據(jù)這個(gè)信號(hào)按照一定的規(guī)律進(jìn)行運(yùn)行，如果給到的程序有什么功能它內(nèi)部就隨著這個(gè)時(shí)鐘一步一步實(shí)現(xiàn)我們的功能，如果我們給了一個(gè)"空白"程序(空白不是什么都沒有，用無意義來形容可能更貼切，就是不處理正經(jīng)事單純消耗系統(tǒng)時(shí)鐘的命令，實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)的原理是因?yàn)閱纹瑱C(jī)中任何命令執(zhí)行都會(huì)消耗時(shí)間，類比人休息但時(shí)間也在流失道理一樣)，那它內(nèi)部在這一段時(shí)鐘信號(hào)內(nèi)就保持原樣什么都不變動(dòng)。就像我們?nèi)艘粯樱?dāng)我們?cè)谧呗窌r(shí)，大腦控制我們的神經(jīng)，帶動(dòng)肌肉往復(fù)運(yùn)動(dòng)，我們休息時(shí)就讓肌肉放松下來。那我們要怎么控制芯片讓它暫停一下呢，看完上面內(nèi)容是不是就有答案了？給它一段“空白"命令，不行就2段，或者N段。

那在程序中要怎么實(shí)現(xiàn)讓單片機(jī)執(zhí)行一段空白命令呢？

前面接收C語言基礎(chǔ)時(shí)我們是不是講到了循環(huán)語句？我們?cè)谘h(huán)語句中不執(zhí)行任何功能，這樣就可以解決這個(gè)問題了吧。一個(gè)“暫停”功能的程序在腦海中應(yīng)該有了吧。這種情況我們一般稱為延時(shí)，和暫停是一個(gè)意思，但不這不是意味著單片機(jī)就真的是停下來的吧，就像我們休息的時(shí)候心跳也要照樣跳動(dòng)一樣，“暫停”都是假象。

下面來看一下我們平時(shí)常用的延時(shí)代碼：

while(n<100)

{

n--;

}

我們也可以改寫成for循環(huán)的方式吧。

for(n=0;n<100;n++)

{

;

}

當(dāng)然，以上程序還可以進(jìn)行嵌套，如果你需要設(shè)置的延時(shí)時(shí)間很久的話。另外，熟練編程之后我們也可以把大括號(hào)對(duì){}省略不寫，至于為什么？自己思考一下。

這里我們?cè)凇皶和！睍r(shí)用一個(gè)變量n來控制“空白”命令的次數(shù)，如果短了就把n加大，如果長(zhǎng)了就減小。但到底多少合適呢，也就是我們要怎樣實(shí)現(xiàn)可控的延時(shí)時(shí)間呢，這里我們需要來了解幾個(gè)關(guān)于51單片機(jī)的新概念，即時(shí)鐘周期，機(jī)器周期，指令周期。

時(shí)鐘周期就是指晶振振蕩的周期，它是晶振頻率的倒數(shù)，我們仿真電路中使用的是12MHz的晶振那它就是(1/12M)秒。

機(jī)器周期在51單片機(jī)中機(jī)器周期就是12個(gè)時(shí)鐘周期，即(1/1M）秒，也就是1微秒（us）。

指令周期就是單片機(jī)執(zhí)行一條指令的時(shí)間，它由若干個(gè)機(jī)器周期組成，在單片機(jī)中一些簡(jiǎn)單指令是1個(gè)機(jī)器周期，一部分復(fù)雜指令需要2個(gè)或多個(gè)機(jī)器周期。

當(dāng)然我們項(xiàng)目開發(fā)時(shí)這些內(nèi)容需要參考芯片數(shù)據(jù)手冊(cè)，因?yàn)檫@不是固定的定義，現(xiàn)在很多增強(qiáng)型51單片機(jī)的時(shí)鐘都不是這樣的了，其他更高級(jí)的芯片就不用說了。

那我們到底要怎么確定我們延時(shí)程序中的n，能延時(shí)多久呢？我們可以通過程序的調(diào)試功能進(jìn)行仿真確定（畢竟是仿真與實(shí)際會(huì)有一些出入）。最死板的辦法是我們可以把程序下載到單片機(jī)中進(jìn)行測(cè)試分析呀，用示波器測(cè)量單片機(jī)引腳電平變化周期就不出來了，然后大概記住一些典型時(shí)間，如0.1s,0.5s,1s等延時(shí)n的值，以后直接使用也可以。但我們肯定還有更簡(jiǎn)單又準(zhǔn)確的延時(shí)辦法，因?yàn)樵O(shè)計(jì)到定時(shí)器的使用，所以今天就先不講解，后面學(xué)習(xí)定時(shí)器是在做具體介紹。

寫了這么多內(nèi)容，終于把基礎(chǔ)寫完了，老司機(jī)們是不是早就迫不及待的發(fā)車了？那我們先上車開起來吧

閃燈程序

看了以上原理，現(xiàn)在我們想來實(shí)現(xiàn)讓一個(gè)燈閃起來吧。我們來看看程序內(nèi)容，跟著注釋看一遍是不是就很明了了。

#include //這是52單片機(jī)的頭文件

#include //這也是編譯器的一個(gè)頭文件后面會(huì)用到

typedef unsigned char u8; //typedef 是別名關(guān)鍵字

typedef unsigned int u16;

void main()

{

u8 i,j; //定義變量

  P1 = 0xfe;//點(diǎn)亮第一個(gè)燈

for(i=0;i< 200;i++) //第一段延時(shí)

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

	}

}

P1 = 0xff;//熄滅第一個(gè)燈

for(i=0;i< 200;i++)//第二段延時(shí)

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

        }

}

}

這個(gè)代碼里我新引入一個(gè)頭文件#include ，它也是編譯軟件自帶的一個(gè)頭文件，里面包含對(duì)寄存器的循環(huán)操作接下來的程序中我們會(huì)使用到。

typedef這個(gè)關(guān)鍵字就是取別名的意思，就是把一長(zhǎng)串名稱給一個(gè)簡(jiǎn)短的名字，編程時(shí)可以巧用它來簡(jiǎn)化某些程序。

使用上一節(jié)內(nèi)容中對(duì)P1端口整體賦值的方式進(jìn)行點(diǎn)燈。

點(diǎn)完燈后延時(shí)一會(huì)，接下來講燈熄滅，熄滅后再進(jìn)行一個(gè)延時(shí)，這樣就實(shí)現(xiàn)了我們的閃燈效果。

創(chuàng)建函數(shù)，做配件

如果我們把延時(shí)程序打包成一個(gè)函數(shù)以后就可以重復(fù)使用了，這是不是爽歪歪？

再來看看修改好的代碼：

#include //這是52單片機(jī)的頭文件

#include //這也是編譯器的一個(gè)頭文件

typedef unsigned char u8;

typedef unsigned int u16;

//void delay();//聲明函數(shù)

void delay(u8 ms);

void main()

{

P1 = 0xfe;//將LED1點(diǎn)亮

delay(50);//調(diào)用函數(shù)

P1 = 0xff;	//將LED1關(guān)閉

delay(50);

}

void delay(u8 ms) //定義函數(shù)

{

u8 i,j;//定義這個(gè)延時(shí)函數(shù)中的i，j變量



for(i=0;i< ms;i++)

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

	}

}

}

還是同樣的意思，這么一對(duì)比是不是可以看出程序有層次感就出來了，代碼瞬間就好看了很多吧。當(dāng)然把延時(shí)函數(shù)打包成void delay()還是void delay(u8 ms)就看個(gè)人了，要想使用更靈活那當(dāng)然是后者咯。

循環(huán)流水燈

只是知道閃燈未免太單調(diào)，也打動(dòng)不了人心吧，接下來我們?cè)僬c(diǎn)復(fù)雜的，使用循環(huán)位移操作實(shí)現(xiàn)流水燈變化，現(xiàn)在先來看看程序。

#include

#include

typedef unsigned char u8;

typedef unsigned int u16;

void delay(u8 ms);

void main()

{

u8 rol = 0xfe;

u8 i;



for(i=0;i< 8;i++)

{

	//先將P1端口初始化，先設(shè)定P1.0點(diǎn)亮

	P1 = rol;

	//延時(shí)一會(huì)

	delay(100);

        //將變量移位

	rol = _cror_(rol,1); 

       //移位完成在下一個(gè)循環(huán)，rol的值將重新賦值給P1寄存器

}

}

void delay(u8 ms) //定義函數(shù)

{

u8 i,j;//定義這個(gè)延時(shí)函數(shù)中的i，j變量



for(i=0;i< ms;i++)

{

	for(j=0;j< 200;j++)

	{

		;

	}

}

}

這個(gè)程序?qū)χ?a target="_blank">視頻仿真效果一起看是不是還好理解呢？

_cror_函數(shù)相當(dāng)于一個(gè)環(huán)形位移 11111110 向右移動(dòng)一位就變成 01111111，其高位是將末位補(bǔ)充過來。

如果換成_iror_結(jié)果就不一樣了。

_iror_是單向位移，11111110 向右移動(dòng)一位變成01111111，其高位是補(bǔ)0。

當(dāng)然左移就和右移剛好相反了。

_crol_函數(shù)是環(huán)形移動(dòng)，11111110 移動(dòng)一位就變成 11111101，其末尾是將最高位補(bǔ)充過來。

_irol_中11111110 向左移動(dòng)一位變成11111100，其末尾是補(bǔ)0。

這兩種循環(huán)反方式在編程時(shí)各有用途，所以要區(qū)分得開來，如果覺得不好掌握就多編程嘗試一下。