如何编写嵌入式C通用延时驱动

在嵌入式C编程中，免不了要用到软件延时。这一般通过循环语句实现。通过控制循环语句的循环次数，便可获得多种不同的延时时间。为了便于使用和提高程序代码的复用率，一般又将循环语句封装成一个带参数的函数，称为延时函数。如：

void wait(unsigned int n)

{

unsigned int i;

for(i=0;i

}

延时函数的参数(形参，如上例中的变量 n )，即为控制循环语句循环次数的变量。这样，在需要软件延时的时候，只需要调用延时函数,并将实际参数(实参，即n的实际值)代入形参，便可获得与该实际参数对应的延时时间。

这便是经典的软件延时的实现方法，非常简单。

但细心的读者会发现：延时函数的参数(比如上面的 n )，表征的是循环语句的“循环次数”，而不是“实际的延时时间”。一般来说，假令循环语句每循环一次的时间为 b(注意，单位是“步”，即一个时钟周期，下同)，函数调用、传值和返回所需的固有时间为 a ，那么，给定参数 n 时，调用一次延时函数实际实现的延时时间应为 t = a + b*n ， ——而不是 n !

这就意味着，当需要的延时时间为 t 时，应当传入的实参为 n = (t-a)/b，而不是 t 。这样，为了获得比较准确的延时，每次调用函数之前，都要手工计算实际参数，很不方便;其次，当需要改变晶振频率的时候，程序中所有的延时参数都要重新计算，这显然不利于程序的移植。

为了解决这两个问题，提高程序的可移植性，可以利用宏定义的方式，对延时函数进行参数预修正。例如，对上面给出的wait延时函数，可以使用下面的宏定义：

#define delay(n) wait( ( (n) - a ) / b )

这样，调用 delay(t) 就意味着调用 wait( (t-a)/b ) ，从而得到时间为t的延时，实现了参数与延时时间的同步，使用起来更加方便。

为了进一步提高可移植性，使软件延时能够适应不同的晶振频率，应当顺着上面的思路选择寻找更优方案。那么，应当怎样做呢?其实方法很简单。假设调用某个延时函数 wait_step(n) 可以获得 n 步的延时，又设工作频率为 f1，即每步的运行时间为 T=1/f1，则实际获得的延时时间为 t= n*T=n/f1。当工作频率变为 f2=C*f1 时，程序运行速度快了C倍，为了仍然获得时间为t的延时，程序运行的步数应当是原来的C倍，即要调用wait_step(n*C)。这样，我们就可以定义下面的宏，来完成(n*C)的运算：

#define C 4

#define delay_t(n) wait_step( n*C )

第一行一般写在文件开头，当修改晶振频率时，只需修改这一处就行了，不必在程序中对各个 wait_step(n)的参数一一修改，大为方便。

按照上面介绍的方法，可以编写出准确、易用、通用的延时驱动。

下面给出一个完整的延时驱动程序。这是笔者早期编写的版本，最近重新整理过。编绎器是ICC AVR V7.13A，运行环境是AVR系列的所有芯片。使用的语句有三个：

微秒级延时：delay_us(n); 延时n微秒

毫秒级延时：delay_ms(n); 延时n毫秒

秒级延时： delay_s(n); 延时n秒 (最大65秒)

/*********************************************************************

文件名 ： DELAY.H

功 能 ： 通用的 软件延时 驱动文件。

版 本 ： 2009.11.27

创建者 ： 白羽

联 系 ：

说 明 ： 使用时修改“配置信息”即可;其他地方请不要改

*********************************************************************/

#ifndef _DELAY_H_

#define _DELAY_H_

#define uchar unsigned char

#define uint unsigned int

/***************** ★○★ 配 置 信 息 ★○★ ******************/

#define CRYSTAL 8.0 //设置晶振频率。单位是 MHZ

/************************************************************************/

#define delay_us(T) \

wait_us( (T) > 14.0/CRYSTAL ? ((T)*CRYSTAL-8)/6.0 : 1 )

#define delay_ms(T) wait_ms( T )

#define delay_s(n) delay_ms(1000*(n))

/*********************************************************************

函数名 ： wait_us

功 能 ： 微秒(us)级的延时(粗糙)

说 明 ： 延时时间为：T = 8 + 6 * n (步)

/********************************************************************/

void wait_us( unsigned int n )

{

do{

n--;

}while(n);

}

/*********************************************************************

函数名 ： wait_ms

功 能 ： 毫秒(us)级的延时

说 明 ： 当do...while内部为992us延时的时候，误差为17步。

/********************************************************************/

void delay_ms( unsigned int n )

{

do {

delay_us(992);

}while(--n);

}

#endif