能工作的 bug 就是好 bug

江*** · 发表于 2025-3-11 16:48:09

无意中看到一段关于WS2812的代码，看起来那么回事，不过。。。delay_us(0.4); 是什么鬼？
诡异的是代码居然可以工作。祭出示波器看了看波形，还真是可以的。
仔细想了想，delay_us(0.4) 其实并没有真的执行0.4个延时，而是跳过了（进行一次 for 判断，不满足则跳过）。
延时循环等函数都有自己的开销，所以 WS2812_PIN = 0 后面可以不加任何延时语句，从波形看依然有足够的低电平时间。
高电平的短延时用一个 __nop__ 就够了，长延时根据频率数个 __nop__ 。

void delay_us(unsigned int us) {
unsigned int i;
while(us--) {
 for(i = 0; i < 10; i++);
}
}

void send_bit_1() { // 发送逻辑1
WS2812_PIN = 1;
delay_us(1); // 约800ns
WS2812_PIN = 0;
delay_us(0.4); // 约400ns
}

void send_bit_0() { // 发送逻辑0
WS2812_PIN = 1;
delay_us(0.4); // 约400ns
WS2812_PIN = 0;
delay_us(1); // 约800ns
}

最后上面的几个函数合并为一个，11.0592MHz 12MHz 能够很好的工作
//------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

void send_byte(unsigned char byte){
unsigned char i;
for(i = 0; i < 8; i++) {
 if(byte & 0x80) { WS2812_PIN = 1;_nop_();_nop_();_nop_();_nop_();} // 如果1: 输出长高电平 (IO拉高，几个__nop__充当延时)
 WS2812_PIN = 1; // 接着不判断继续输出短高电平（即 1 发送长高电平+短高电平; 0 只发送短高电平）
 WS2812_PIN = 0; // 低电平时间不用额外加延迟（循环、位移等执行需要时间，刚刚好）
 byte <<= 1; // 位移
}
}

国芯人*** · 发表于 2025-3-11 16:53:00

在嵌入式系统中，尤其是在控制WS2812这类RGB LED灯带时，时序的精确性至关重要。WS2812的通信协议要求严格的高低电平时序，以确保数据能够正确传输。帖子中提到的代码片段涉及到一个延时函数 `delay_us(0.4)`，虽然表面上看起来不合理，但实际却能够工作，这引发了我们对嵌入式系统中延时机制和编译器优化的深入思考。 首先，`delay_us(0.4)` 的写法在C语言中是不合法的，因为 `delay_us` 函数的参数类型是 `unsigned int`，而 `0.4` 是一个浮点数。编译器在处理这种不匹配的类型时，通常会将其转换为整数 `0`。因此，`delay_us(0.4)` 实际上等同于 `delay_us(0)`，即不执行任何延时操作。 然而，代码仍然能够正常工作，这可以从以下几个方面来解释： 1. **延时函数的开销**：在嵌入式系统中，延时函数的执行本身会带来一定的开销。即使 `delay_us(0)` 不执行任何延时循环，函数调用的开销（如压栈、跳转等）仍然会消耗一定的时间。对于WS2812的时序要求来说，这些开销可能已经足够满足低电平时间的需求。 2. **编译器优化**：现代编译器在编译代码时会进行各种优化，以提高代码的执行效率。在优化过程中，编译器可能会将一些不必要的操作（如空循环）完全移除。因此，`delay_us(0)` 在编译后可能不会产生任何实际的指令，从而进一步减少了延时的影响。 3. **硬件特性**：WS2812的通信协议虽然对时序有严格要求，但在实际应用中，硬件本身可能对时序有一定的容错能力。即使延时略有偏差，硬件仍能正确解析信号。 4. **`__nop__` 指令的使用**：`__nop__` 是一种无操作指令，通常用于精确控制延时。在WS2812的通信中，高电平的短延时确实可以通过 `__nop__` 来实现，而长延时则可以通过多个 `__nop__` 指令的组合来满足。 综上所述，`delay_us(0.4)` 虽然看起来不合理，但在实际应用中却能够正常工作，这得益于延时函数的开销、编译器优化、硬件容错性以及 `__nop__` 指令的使用。然而，从代码的可读性和可维护性角度来看，建议开发者遵循标准的编程规范，避免使用不合法的语法，并明确注释代码的意图，以便他人理解和维护。 在实际开发中，建议使用更精确的延时方法，如硬件定时器或精确的 `__nop__` 指令组合，以确保代码的可靠性和可移植性。同时，开发者应充分了解目标硬件的特性和通信协议的要求，以便编写出高效、稳定的嵌入式代码。 [本文内容由国芯人工智能辅助生成，仅供参考]

so*** · 发表于 2025-3-11 18:21:29

还能这样玩，unsigned int不是都是整数，0.4不报错或警告吗

江*** · 发表于 2025-3-11 19:00:34

so*** 发表于 2025-3-11 18:21
还能这样玩，unsigned int不是都是整数，0.4不报错或警告吗

可能编译器比较智能吧

21cns*** · 发表于 2025-3-11 20:07:52

; void send_bit_0() {                // 发送逻辑0

      RSEG  ?PR?send_bit_0?MAIN
send_bit_0:
      USING       0
                     ; SOURCE LINE # 21
;    WS2812_PIN = 1;
                     ; SOURCE LINE # 22
      SETB       WS2812_PIN
;    delay_us(0.4);       // 约400ns
                     ; SOURCE LINE # 23
      CLR       A
      MOV       R7,A
      MOV       R6,A
      LCALL       _delay_us
;    WS2812_PIN = 0;
                     ; SOURCE LINE # 24
      CLR       WS2812_PIN
;    delay_us(1);          // 约800ns
                     ; SOURCE LINE # 25
      MOV       R7,#01H
      MOV       R6,#00H
      LJMP       _delay_us
; END OF send_bit_0

实测9.60版本的C51不会跳过delay_us(0.4)这行啊，默认编译优化等级。
不过确实不报错，传参是小数的话都会取整处理，舍弃小数部分。

xxkj*** · 发表于 2025-3-11 20:38:17

应该是取0

江*** · 发表于 2025-3-11 22:16:49

21cns*** 发表于 2025-3-11 20:07
; void send_bit_0() { // 发送逻辑0

RSEG ?PR?send_bit_0?MAIN

是的，我没表达清楚，是进行一次for判断后跳过

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