應(yīng)用單片機(jī)的時(shí)候,，經(jīng)常會遇到需要短時(shí)間延時(shí)的情況,。需要的延時(shí)時(shí)間很短，一般都是幾十到幾百微妙（us）,。有時(shí)候還需要很高的精度，比如用單片機(jī)驅(qū)動 DS18B20的時(shí)候，誤差容許的范圍在十幾u(yù)s以內(nèi),，不然很容易出錯(cuò)。這種情況下,，用計(jì)時(shí)器往往有點(diǎn)小題大做,。而在極端的情況下，計(jì)時(shí)器甚至已經(jīng)全部派上了別的用途,。這時(shí)就需要我們另想別的辦法了,。
以前用匯編語言寫單片機(jī)程序的時(shí)候，這個(gè)問題還是相對容易解決的,。比如用的是12MHz晶振的51,，打算延時(shí)20us，只要用下面的代碼,，就可以滿足一般的需要：
mov r0,， #09h
loop： djnz r0,， loop
51 單片機(jī)的指令周期是晶振頻率的1/12，也就是1us一個(gè)周期,。mov r0,， #09h需要2個(gè)極其周期，djnz也需要2個(gè)極其周期,。那么存在r0里的數(shù)就是（20-2）/2,。用這種方法，可以非常方便的實(shí)現(xiàn)256us以下時(shí)間的延時(shí),。如果需要更長時(shí)間,，可以使用兩層嵌套。而且精度可以達(dá)到2us,，一般來說,，這已經(jīng)足夠了。
現(xiàn)在,，應(yīng)用更廣泛的毫無疑問是Keil的C編譯器,。相對匯編來說，C固然有很多優(yōu)點(diǎn),，比如程序易維護(hù),，便于理解，適合大的項(xiàng)目,。但缺點(diǎn)（我覺得這是C的唯一一個(gè)缺點(diǎn)了）就是實(shí)時(shí)性沒有保證,，無法預(yù)測代碼執(zhí)行的指令周期。因而在實(shí)時(shí)性要求高的場合,，還需要匯編和C的聯(lián)合應(yīng)用,。但是是不是這樣一個(gè)延時(shí)程序，也需要用匯編來實(shí)現(xiàn)呢,？為了找到這個(gè)答案,，我做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
用C語言實(shí)現(xiàn)延時(shí)程序,，首先想到的就是C常用的循環(huán)語句,。下面這段代碼是我經(jīng)常在網(wǎng)上看到的：
void delay2（unsigned char i）
{
for（; i ！= 0; i--）;
}
到底這段代碼能達(dá)到多高的精度呢,？為了直接衡量這段代碼的效果,，我把 Keil C 根據(jù)這段代碼產(chǎn)生的匯編代碼找了出來：
; FUNCTION _delay2 （BEGIN）
; SOURCE LINE # 18
;---- Variable “i” assigned to Register “R7” ----
; SOURCE LINE # 19
; SOURCE LINE # 20
0000 ？C0007：
0000 EF MOV A,，R7
0001 6003 JZ ?。緾0010
0003 1F DEC R7
0004 80FA SJMP ??？C0007
; SOURCE LINE # 21
0006 ？C0010：
0006 22 RET
; FUNCTION _delay2 （END）
真是不看不知道~~~一看才知道這個(gè)延時(shí)程序是多么的不準(zhǔn)點(diǎn)~~~光看主要的那四條語句,，就需要6個(gè)機(jī)器周期,。也就是說，它的精度頂多也就是6us而已,，這還沒算上一條 lcall 和一條 ret,。如果我們把調(diào)用函數(shù)時(shí)賦的i值根延時(shí)長度列一個(gè)表的話，就是：
i delay time/us
0 6
1 12
2 18
.....
因?yàn)楹瘮?shù)的調(diào)用需要2個(gè)時(shí)鐘周期的lcall,，所以delay time比從函數(shù)代碼的執(zhí)行時(shí)間多2,。順便提一下，有的朋友寫的是這樣的代碼：
void delay2（unsigned char i）
{
unsigned char a;
for（a = i; a ,！= 0; a--）;
}
可能有人認(rèn)為這會生成更長的匯編代碼來,，但是事實(shí)證明：
; FUNCTION _delay2 （BEGIN）
; SOURCE LINE # 18
;---- Variable “i” assigned to Register “R7” ----
; SOURCE LINE # 19
; SOURCE LINE # 21
;---- Variable “a” assigned to Register “R7” ----
0000 ？C0007：
0000 EF MOV A,，R7
0001 6003 JZ ?。緾0010
0003 1F DEC R7
0004 80FA SJMP ??？C0007
; SOURCE LINE # 22
0006 ？C0010：
0006 22 RET
; FUNCTION _delay2 （END）
其生成的代碼是一樣的,。不過這的確不是什么好的習(xí)慣,。因?yàn)檫@里實(shí)在沒有必要再引入多余的變量。我們繼續(xù)討論正題,。有的朋友為了得當(dāng)更長的延時(shí),，甚至用了這樣的代碼：
void delay2（unsigned long i）
{
for（; i ！= 0; i--）;
}
這段代碼產(chǎn)生的匯編代碼是什么樣子的,？其實(shí)不用想也知道它是如何恐怖的$#^%&%$.,。..。.讓我們看一看：
; FUNCTION _delay2 （BEGIN）
; SOURCE LINE # 18
0000 8F00 R MOV i+03H,，R7
0002 8E00 R MOV i+02H,，R6
0004 8D00 R MOV i+01H，R5
0006 8C00 R MOV i,，R4
; SOURCE LINE # 19
; SOURCE LINE # 20
0008 ,？C0007：
0008 E4 CLR A
0009 FF MOV R7，A
000A FE MOV R6,，A
000B FD MOV R5,，A
000C FC MOV R4，A
000D AB00 R MOV R3,，i+03H
000F AA00 R MOV R2,，i+02H
0011 A900 R MOV R1,，i+01H
0013 A800 R MOV R0，i
0015 C3 CLR C
0016 120000 E LCALL ,？C,？ULCMP
0019 601A JZ ,？C0010
001B E500 R MOV A,，i+03H
001D 24FF ADD A，#0FFH
001F F500 R MOV i+03H,，A
0021 E500 R MOV A,，i+02H
0023 34FF ADDC A，#0FFH
0025 F500 R MOV i+02H,，A
0027 E500 R MOV A,，i+01H
0029 34FF ADDC A，#0FFH
002B F500 R MOV i+01H,，A
002D E500 R MOV A,，i
002F 34FF ADDC A，#0FFH
0031 F500 R MOV i,，A
0033 80D3 SJMP ?。緾0007
; SOURCE LINE # 21
0035 ,？C0010：
0035 22 RET
; FUNCTION _delay2 （END）
呵呵,，這倒是的確可以延遲很長時(shí)間~~~但是毫無精度可言了。
那么,，用C到底能不能實(shí)現(xiàn)精確的延時(shí)呢,？我把代碼稍微改了一下：
void delay1（unsigned char i）
{
while（i--）;
}
因?yàn)楦鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)，越簡潔的C代碼往往也能得出越簡潔的機(jī)器代碼,。那這樣結(jié)果如何呢,？把它生成的匯編代碼拿出來看一看就知道了。滿懷希望的我按下了“Build target”鍵,，結(jié)果打擊是巨大的：
; FUNCTION _delay1 （BEGIN）
; SOURCE LINE # 13
;---- Variable “i” assigned to Register “R7” ----
; SOURCE LINE # 14
0000 ,？C0004：
; SOURCE LINE # 15
0000 AE07 MOV R6，AR7
0002 1F DEC R7
0003 EE MOV A,，R6
0004 70FA JNZ ,？C0004
; SOURCE LINE # 16
0006 ？C0006：
0006 22 RET
; FUNCTION _delay1 （END）
雖說生成的代碼跟用for語句是不大一樣,，不過我可以毫無疑問的說,，這兩種方法的效率是一樣的。似乎到此為止了,，因?yàn)槲覍?shí)在想不出來源程序還有什么簡化的余地,?？磥砦揖鸵贸鰜磉@個(gè)結(jié)論了：“如果需要us級的延時(shí)精度，需要時(shí)用匯編語言,。”但是真的是這樣嗎,？我還是不甘心,。因?yàn)槲也幌嘈糯竺ΧΦ?Keil C 編譯器居然連 djnz 都不會用,？？,？因?yàn)閷?shí)際上程序體里只需要一句 loop： djnz r7,， loop。近乎絕望之際（往往人在這種情況下確可以爆發(fā)出來,，哦呵呵呵~~~）,，我隨手改了一下：
void delay1（unsigned char i）
{
while（--i）;
}
心不在焉的編譯，看源碼：
; FUNCTION _delay1 （BEGIN）
; SOURCE LINE # 13
;---- Variable “i” assigned to Register “R7” ----
; SOURCE LINE # 14
0000 ,？C0004：
; SOURCE LINE # 15
0000 DFFE DJNZ R7,，？C0004
; SOURCE LINE # 16
0002 ,？C0006：
0002 22 RET
; FUNCTION _delay1 （END）
天~~~奇跡出現(xiàn)了,。..。..我想這個(gè)程序應(yīng)該已經(jīng)可以滿足一般情況下的需要了,。如果列個(gè)表格的話：
i delay time/us
1 5
2 7
3 9
.....
計(jì)算延時(shí)時(shí)間時(shí),，已經(jīng)算上了調(diào)用函數(shù)的lcall語句所花的2個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)間。
終于,，結(jié)果已經(jīng)明了了,。只要合理的運(yùn)用，C還是可以達(dá)到意想不到的效果,。很多朋友抱怨C效率比匯編差了很多,，其實(shí)如果對Keil C的編譯原理有一個(gè)較深入的理解，是可以通過恰當(dāng)?shù)恼Z法運(yùn)用,，讓生成的C代碼達(dá)到最優(yōu)化,。即使這看起來不大可能，但還是有一些簡單的原則可循的：1.盡量使用unsigned 型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),。2.盡量使用char型,，實(shí)在不夠用再用int，然后才是long,。3.如果有可能,，不要用浮點(diǎn)型。4.使用簡潔的代碼,，因?yàn)榘凑战?jīng)驗(yàn),，簡潔的C代碼往往可以生成簡潔的目標(biāo)代碼（雖說不是在所有的情況下都成立）,。