51单片机编程学习笔记——Delay效果的实现

在《51单片机编程学习笔记——从0到1创建Keil工程》一文中，我们看到了LED闪烁的效果。其基本原理就是：在一个循环中，给LED的引脚设置高低电压，以达到“点亮”和“熄灭”状态的切换。但是由于人类眼镜存在视觉延迟，所以我们需要在这两个状态间停留一段时间，以让我们察觉出“闪烁”效果。

void main()
{	
	while(1)
	{
		LED1=0;	//点亮
		delay_10us(50000); //大约延时450ms
		LED1=1;	//熄灭
		delay_10us(50000); 	
	}		
}

但是51单片机的开发环境中，没有内置的延时方法。比如上例中的delay_10us方法是需要我们自己实现的。

和我们之前了解的抢占式系统不同，单片机中的程序是独占CPU的。这就意味着，程序不能执行高级系统中的Sleep方法。因为在51单片机中，程序要一直占用CPU，而不能被挂起。而如果我们想表达“过段时间”的概念，则需要写一个Delay方法，让CPU空转一段时间。

但是不同芯片的计算频率不一样，这就导致“空转”的周期也存在一定的差异。举个例子，有些芯片可以在1秒钟给int型变量自增1万次；而有的芯片则可以自增10万次。

好在有工具帮我们生成相关代码。这就是教程目录“5–开发工具\3-程序下载软件\STC-ISP（不推荐使用）”下的stc-isp。

确定芯片和频率

在使用这个软件前，我们需要确认两个信息：

• 芯片的型号
• 系统频率

这些信息都可以在开发板上找到。

如下图可见，芯片是STC89C52。

系统频率则需要查看晶振电路的信息。

晶振全称为晶体振荡器，它与 51 单片机的引脚相连，为单片机提供稳定的时钟信号，是决定单片机工作频率的关键部分。比如常见的 12MHz、11.0592MHz 的晶振，会使单片机按照相应的频率进行工作。在基于 51 单片机的最小系统中，晶振与单片机的 XTAL1 和 XTAL2 引脚连接，通过内部电路产生时钟脉冲，为单片机的各个部件提供基准时钟。

通过下图我们可以看到晶振是11.0592MHz。

假如在实物上看不到，还可以在开发板原理图（2–开发板原理图/开发板原理图/普中-2&普中-3&普中-4开发板原理图.pdf）中找到。

配置STC-ISP

配置单片机型号

基于之前在实物中得到的信息，我们将单片机型号选择为STC89C52。

配置系统频率

切到“软件延时计算器”Tab页，选择晶振电路的频率11.0592MHz。

选择指令集

一共有STC-Y1、STC-Y3、STC-Y5和STC-Y6这四种指令集。它们分别适配于不同系列。

我们需要选择与我们芯片一致的指令集——STC-Y1。它适用于STC89Cxx，与我们芯片STC89C52匹配。

定义延时长度

有毫秒和微秒两个单位。我们选择生成延时1毫秒。

这样我们就会得到代码。

void Delay1ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	i = 2;
	j = 199;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}

事例

我们将上述得到的延时1毫秒的函数实现复制到代码文件中。

然后自定义一个方法Delay，用于自由控制毫秒数。它的实现是在底层通过循环控制调用“延时1毫秒”的次数。

需要注意的是：由于我们使用了_nop_()方法，需要引入头文件intrins.h。

#include "reg52.h"
#include <intrins.h>

void Delay1ms()		//@11.0592MHz
{
	unsigned char i, j;

	_nop_();
	i = 2;
	j = 199;
	do
	{
		while (--j);
	} while (--i);
}

void Delay(unsigned int millisecond) {
	unsigned int i = 0;
 	for (i = 0; i < millisecond; i++) {
		Delay1ms();	
	}
}


sbit LED1=P2^0;

void main()
{	
	while(1)
	{
		LED1=0;	
		Delay(1000);
		LED1=1;
		Delay(1000); 	
	}		
}

然后我们按照《51单片机编程学习笔记——编译代码点亮LED》中介绍的方法编译并下载到开发板上，就可以看到D1灯持续闪烁。