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1、C语言里如何编写精确的微量延时广西民族大学物理与电子工程学院 白羽 2010-5-9众所周知，相比于其他编程语言，C语言在编写嵌入式编程中有着绝对的优势。但它总也有缺点的：它的时序性比较差，不容易编写精准的延时。而在编写嵌入系统驱动程序时，常常需要比较精确的软件延时，这使得C语言的“劣势”暴露了出来，一般都只能通过嵌入汇编的方式实现。例如，在1MHZ工作频率下需要延时10us，就需要嵌入10句“空操作”指令，显然在书写上比较难堪。本文提出一种简化书写的延时方案，使用带参数的宏构来造微小时间片，可以实现完全精确的软件延时，大大方便了驱动程序及软件模拟通信协议的编写。说明：以下皆为ICC AVR平
2、台下的讨论，对AVR系列所有型号的单片机皆有效。至于其他平台，可据此方案自行修改和移值。该方案的实现方法其实很简单：首先定义N个宏，分别调用 1 N 个汇编“空操作”指令，如：#define NOP_1 asm(nop)/延时一个时钟周期#define NOP_2 NOP_1; asm(nop) /延时两个时钟周期#define NOP_3NOP_2; asm(nop) /延时三个时钟周期#define NOP_4 NOP_3; asm(nop) /延时四个时钟周期#define NOP_40 NOP_40; asm(nop)/延时40个时钟周期然后利用“#”操作符，实现带参数宏的延时：#de
3、fine NOP(N) NOP_#N /延时 N个时钟周期操作符的作用是把两个部分的内容连成一个内容。就是说，NOP(3)展开后成为NOP_3，NOP(4)展开后成为NOP_4，等等。因此，定义上述宏之后，就可通过调用NOP(N)语句实现精确软件延时。例如：NOP(4)； /延时4个时钟周期上述语句展开过程如下：NOP_3; asm(nop);NOP_2; asm(nop); asm(nop);NOP_1;asm(nop); asm(nop); asm(nop);asm(nop); asm(nop); asm(nop); asm(nop);正好延时4个时钟周期！不过，上面的宏还不够完善，如果试
4、图使用下面的语句，程序将会出现漏洞：if(表达式) NOP(3);else NOP(4);这是因为NOP(N)宏展开之后，不是一个语句，而是变成N个语句。故必须用花括号括起来，程序才能运行正确。即应该改为：if(表达式) NOP(3);else NOP(4);如果把NOP（N）宏的定义改为：#define NOP(N) do NOP_#N ; while(0)则NOP(N)宏展开之后只形成一个语句，将不会出现上面的问题。但是要注意，“#”操作符只能按照原样把两边的内容连在一起。故NOP（N）的参数必须是具体的常量,即只能是数字，并且，与该数字相对应的宏NOP_N已必须已经定义。例如：“NOP(
5、3+4);”语句展开之后，将将变成“NOP_3+4;”，出现语法错误；又如：“NOP(a);”语句展开之后，将将变成“NOP_a;”，而“NOP_a;”未定义。只有这样的语句才是正确的调用：NOP(20);/延时20个时钟周期将上述方案整理成一个头文件，以后就可以任意调用了。下面是整理好的头文件：注意：该文件不宜作长时间的延时。长时间的延时将会调用大量的“空操作”指令，占用大量的程序指令空间。这个问题将在V2.0版本中解决。NOP.H/* 单 位：广西民族大学物理与电子工程学院 文件名称：NOP.H 文件标识：_NOP_H_ 摘 要：精密延时头文件，可以精确延时40以内(包括40)的时钟周期
6、当前版本：V1.0 作 者：白 羽 完成日期：2010年5月9日 特别声明：您可以任意转载、复制本文件，但不能随便剔除本文件说明*/#ifndef _NOP_H_#define _NOP_H_#define NOP(N) do NOP_#N(); while(0)#define NOP_0()#define NOP_1() asm(nop)#define NOP_2() NOP_1();asm(nop)#define NOP_3() NOP_2();asm(nop)#define NOP_4() NOP_3();asm(nop)#define NOP_5() NOP_4();asm(nop)#
7、define NOP_6() NOP_5();asm(nop)#define NOP_7() NOP_6();asm(nop)#define NOP_8() NOP_7();asm(nop)#define NOP_9() NOP_8();asm(nop)#define NOP_10() NOP_9();asm(nop)#define NOP_11() NOP_10();asm(nop)#define NOP_12() NOP_11();asm(nop)#define NOP_13() NOP_12();asm(nop)#define NOP_14() NOP_13();asm(nop)#def
8、ine NOP_15() NOP_14();asm(nop)#define NOP_16() NOP_15();asm(nop)#define NOP_17() NOP_16();asm(nop)#define NOP_18() NOP_17();asm(nop)#define NOP_19() NOP_18();asm(nop)#define NOP_20() NOP_19();asm(nop)#define NOP_21() NOP_20();asm(nop)#define NOP_22() NOP_21();asm(nop)#define NOP_23() NOP_22();asm(no
9、p)#define NOP_24() NOP_23();asm(nop)#define NOP_25() NOP_24();asm(nop)#define NOP_26() NOP_25();asm(nop)#define NOP_27() NOP_26();asm(nop)#define NOP_28() NOP_27();asm(nop)#define NOP_29() NOP_28();asm(nop)#define NOP_30() NOP_29();asm(nop)#define NOP_31() NOP_30();asm(nop)#define NOP_32() NOP_31();asm(nop)#define NOP_33() NOP_32();asm(nop)#define NOP_34() NOP_33();asm(nop)#define NOP_35() NOP_34();asm(nop)#define NOP_36() NOP_35();asm(nop)#define NOP_37() NOP_36();asm(nop)#define NOP_38() NOP_37();asm(nop)#define NOP_39() NOP_38();asm(nop)#define NOP_40() NOP_39();asm(nop)#endif
