单片机延时的原理在于利用计数器的功能,从而实现对一定时间的精确控制。而计数器所需要的时钟信号,通常是由外部晶振提供的。因为单片机的时钟信号是固定的,因此需要根据时钟周期来计算计数器的初始值。
以常用的晶振频率12MHz为例,每一个时钟周期为1/12MHz=0.08333333us。如果要延时1ms,即1000us,则需要计数器计数1000/0.08333333=12000个时钟周期。
在单片机中,中断是一种常见的程序控制方式。但是,在进行延时操作的时候,中断的干扰会对延时时间产生不良影响。因为当中断发生时,CPU会暂停当前的任务,执行中断服务程序,导致计数器的计数不止,最终延时的时间变长。
针对这种情况,可以在延时前先关闭中断,待延时完成后再重新开启中断。这样能够确保延时时间的精确性,但同时也要确保在延时期间不会有其他需要中断服务的任务出现。
C编译器为了提高代码运行效率,通常会进行一些优化。例如,当编译器发现循环体内的语句都是固定的,就会将其优化为一条汇编指令。这种优化会导致计数器计数不够,延时时间不足。
可以采用禁用编译器优化的方式解决这个问题。例如,在Keil C51编译器中,可以使用__asm和__endasm关键字将需要精确计时的代码嵌入到汇编代码中。
不同型号的单片机,其时钟频率和内部结构有所不同,在延时操作上也有所区别。例如,STC89和STC12的晶振频率是22.1184MHz,而STC8的晶振频率是24MHz。
因此,在不同单片机上进行延时操作时,需要根据具体型号的时钟频率和内部结构来进行计算和调整,以确保延时时间精确。同时,也需要结合具体的应用场景,平衡延时时间和系统的实时响应能力。