单片机C语言中_nop_函数使用及延时计算

标准的C语言中没有空语句。

但在单片机的C语言编程中，经常需要用几个空指令产生短延时的效果。

这在汇编语言中很容易实现，写几个nop就行了。

在keil C51中，直接调用库函数：
#include<intrins.h> // 声明了void _nop_(void);
_nop_(); // 产生一条NOP指令
作用：对于延时很短的，要求在us级的，采用“_nop_”函数，这个函数相当汇编NOP指令，延时几微秒。

NOP指令为单周期指令，可由晶振频率算出延时时间，对于12M晶振，延时1uS。

对于延时比较长的，要求在大于10us，采用C51中的循环语句来实现。

在选择C51中循环语句时，要注意以下几个问题
第一、定义的C51中循环变量，尽量采用无符号字符型变量。

第二、在FOR循环语句中，尽量采用变量减减来做循环。

第三、在do…while，while语句中，循环体内变量也采用减减方法。

这因为在C51编译器中，对不同的循环方法，采用不同的指令来完成的。

下面举例说明：
unsigned char i;
for(i=0;i<255;i++);
unsigned char i;
for(i=255;i>0;i--);
其中，第二个循环语句C51编译后，就用DJNZ指令来完成，相当于如下指令：MOV 09H，＃0FFH
LOOP： DJNZ 09H，LOOP
指令相当简洁，也很好计算精确的延时时间。

同样对do…while，while循环语句中，也是如此
例：
unsigned char n;
n=255;
do{n--}
while(n);
或
n=255;
while(n)
{n--};
这两个循环语句经过C51编译之后，形成DJNZ来完成的方法，
故其精确时间的计算也很方便。

其三：对于要求精确延时时间更长，这时就要采用循环嵌套的方法来实现，因此，循环嵌套的方法常用于达到ms级的延时。

对于循环语句同样可以采用for，do…while，while结构来完成，每个循环体内的变量仍然采用无符号字符变量。

unsigned char i,j
for(i=255;i>0;i--)
for(j=255;j>0;j--);
或
unsigned char i,j
i=255;
do{j=255;
do{j--}
while(j);
i--;
}
while(i);
或
unsigned char i,j
i=255;
while(i)
{j=255;
while(j)
{j--};
i--;
}
这三种方法都是用DJNZ指令嵌套实现循环的，由C51编译器用下面的指令组合来完成的
MOV R7，＃0FFH
LOOP2： MOV R6，＃0FFH
LOOP1： DJNZ R6，LOOP1
DJNZ R7，LOOP2
这些指令的组合在汇编语言中采用DJNZ指令来做延时用，因此它的时间精确计算也是很简单，假上面变量i的初值为m，变量j的初值为n，则总延时时间为：m×（n×T＋T），其中T为DJNZ指令执行时间（DJNZ指令为双周期指令）。

这里的+T为MOV这条指令所使用的时间。

同样对于更长时间的延时，可以采用多重循环来完成。

只要在程序设计循环语句时注意以上几个问题。

下面给出有关在C51中延时子程序设计时要注意的问题
1、在C51中进行精确的延时子程序设计时，尽量不要或少在延时子程序中定义局部变量，所有的延时子程序中变量通过有参函数传递。

2、在延时子程序设计时，采用do…while，结构做循环体要比for结构做循环体好。

3、在延时子程序设计时，要进行循环体嵌套时，采用先内循环，再减减比先减减，再内循环要好。

unsigned char delay(unsigned char i,unsigned char j,unsigned char k) {unsigned char b,c;
b="j";
c="k";
do{
do{
do{k--};
while(k);
k="c";
j--;};
while(j);
j=b;
i--;};
while(i);
}
这精确延时子程序就被C51编译为有下面的指令组合完成
delay延时子程序如下：
MOV R6，05H
MOV R4，03H
C0012： DJNZ R3， C0012
MOV R3，04H
DJNZ R5， C0012
MOV R5，06H
DJNZ R7， C0012
RET
假设参数变量i的初值为m，参数变量j的初值为n，参数变量k的初值为l，则总延时时间为：l×（n×（m×T＋2T）＋2T）＋3T，其中T为DJNZ和MOV指令执行的时间。

当m=n=l时，精确延时为9T，最短；当m=n=l=256时，精确延时到16908803T，最长。