C51语言中的微秒、毫秒软件延迟函数探讨

杨***

晓*** 发表于 2024-11-5 11:34
这是个最简单的基于中断驱动的状态机，执行一次，P0.0的状态就翻转一次，如果这两句代码放在周期为0.5s的 ...

对于下面例子，你能对下面的例子写个采用状态机方法的程序介绍给大家吗？包括定时器中断ISR的程序：
while(1){
   P0=~0x011;
   DelayMS(300);// 延迟300毫秒

   P0=~0x55;
   DelayMS(200);// 延迟200毫秒

   P0=~0xAA;
   DelayMS(350);// 延迟350毫秒

   P0=~0x0F;
   DelayMS(150);// 延迟350毫秒
}

晓***

杨*** 发表于 2024-11-5 20:12
对于下面例子，你能对下面的例子写个采用状态机方法的程序介绍给大家吗？包括定时器中断ISR的程序：
while ...

下面的例子用的是1ms周期的中断，实际中，考虑到上述延迟最大公约数是50ms，可以配置定时器中断周期为50ms，状态机里面的延迟变量值就可以由变350ms改为7，150ms改为3等等，还可以大幅度降低进入定时中断的周期，提高效率。

//1ms中断程序，写字板里面写的代码，未经验证，如有错误请自行排查，
//大概思路就是如下
void Timer0_Isr(void) interrupt 1
{
        static unsigned char sta;        //状态变量
        static unsigned int delay;        //定时变量
        switch(sta)
        {
                case 0:                //状态机初始状态
                        P0=~0x011;        //第一拍动作，只执行一次                
                        delay = 300;        //设置定时值，倒计时方法，
                        sta = 1;        //转下个状态
                        break;
                case 1:                //第二拍动作
                        if(delay)  delay--;  //定时变量倒计时，延迟没到就减一
                        else                                 //延迟到了转下个动作，配置下个延迟
                        {
                                P0=~0x55;
                                delay = 200;
                                sta++;        //转下个状态
                        }
                        break;
                case 2:                //第三拍动作
                        if(delay)  delay--;
                        else 
                        {
                                P0=~0xAA;
                                delay = 350;
                                sta++;        //转下个状态
                        }
                        break;
                case 3:                //第四拍动作
                        if(delay)  delay--;
                        else 
                        {
                                P0=~0x0f;
                                delay = 150;
                                sta++;        //转下个状态
                        }
                        break;
                case 4:                //第一拍动作
                        if(delay)  delay--;
                        else 
                        {
                                P0=~0x011;
                                delay = 300;
                                sta = 1;        //转第二拍动作
                        }
                        break;
                default:
                                sta = 0;
                        break;                        
        }

}


void Timer0_Init(void)                //1毫秒@11.0592MHz
{
        AUXR |= 0x80;                        //定时器时钟1T模式
        TMOD &= 0xF0;                        //设置定时器模式
        TL0 = 0xCD;                                //设置定时初始值
        TH0 = 0xD4;                                //设置定时初始值
        TF0 = 0;                                //清除TF0标志
        TR0 = 1;                                //定时器0开始计时
        ET0 = 1;                                //使能定时器0中断
}
复制代码

杨***

晓*** 发表于 2024-11-5 20:30
下面的例子用的是1ms周期的中断，实际中，考虑到上述延迟最大公约数是50ms，可以配置定时器中断周期为50ms ...

谢谢。


（1）实现同样的功能，你能向其他坛友点评一下，21楼的软件延时程序和22楼的状态机程序各有什么优缺点吗？

（2）实现同样的功能，对比21楼的软件延时程序和22楼的状态机程序，你还坚持你19楼的观点“这比N层循环嵌套的傻delay强多了不是？”吗？
（3）俗话说“杀鸡不用牛刀”，我认为：“软件延时”与“22楼状态机”程序方法各有用武之地，不存在“谁傻”和“谁强”的问题。
（4）对于状态机程序，如果像22楼将“状态机任务”放在中断服务程序中，除了像LED闪烁这种极简单例子外，在实际应用中可能产生“中断阻塞现象”，见我在下文中的讨论。
中断阻塞与信号量：C51语言中的单片机硬件定时方法探讨
https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=11250
(出处: 国芯技术交流网站)
（5）正确的方法是将“状态机任务”放在后台任务中，把状态量（也是一种信号量）的变化放在ISR中。

（6）下面这个帖子介绍的才是最有代表性的“状态机”
任务调度方法，【无错，至简】！“多任务分时调度”
https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=7611
(出处: 国芯技术交流网站)

晓***

杨*** 发表于 2024-11-5 22:58
谢谢。

5，你不能把观点说成事实，你的观点不是也不可能是正确与否的标准
6，话不要说太满，“最”有代表性，我认为能代表您自己的认知范围即可
4，对于状态机有很多模式和维度的概念，OS调度系统也是在状态机基础上发展而来的，状态机放中断服务程序中，可不止能实现您所谓“极简单例子”，方法得当可堪大用，实现复杂逻辑和时序不在话下，包括很多软异步串口、软I2C、软SPI都轻松搞定。中断阻塞是什么概念，只有在中断里面用傻delay才会阻塞。
3，软件延时是傻delay，只是我对此一种可爱的称呼，对于us级软件延迟我也用，偶尔用几个nop也无伤大雅，但存在阻塞且效率低不能否认吧，单片机和人一样，等待的时候杵在那里数绵羊不傻么，还不如睡个觉打个盹喝个蜜雪冰城。搞过低功耗应用开发的都知道，主循环里面貌似只有一件事情，那就是“睡觉”，具体功能业务由各种中断唤醒即可。这和RTOS低功耗设计的机制是一样的。

PS，每个人有不同的价值观，技术也一样，综上，我只是表达我的观点，您也没必要高高在上的视角，像一个老师一样给我出各种考题，咱俩不是一种思维方式，没必要继续纠结谁对谁错。

杨***

晓*** 发表于 2024-11-5 23:43
5，你不能把观点说成事实，你的观点不是也不可能是正确与否的标准
6，话不要说太满，“最”有代表性，我 ...

（1）既然在你的语言“傻”是可爱的称呼，那我21楼也只是给傻傻的你一个傻傻的机会而已。
（2）这个机会就是向大家展示有两种不同的看法（没有对错之分）：
一种聪明人是把简单的事情复杂化，就像把22楼简单的没有技术含量的程序变成为23楼复杂的有技术含量的程序，
另一种聪明人是把复杂的事情简单化，就像把23楼复杂的有技术含量的程序变成为22楼简单的没有技术含量的程序。
我是后一种。尤其是对初学者介绍编程时。
（3）你说：“单片机和人一样，等待的时候杵在那里数绵羊不傻么，还不如睡个觉打个盹喝个蜜雪冰城”。你说的很对！
（4）所以我已经写了在STC单片机上运行的RTOS操作系统，也移植了UC/OS-II操作系统到STC单片机上，在这些RTOS操作系统里，21楼的程序是这样的：
while(1){   P0=~0x011;   Sleep(300);// 休眠300毫秒   P0=~0x55;   Sleep(200);// 休眠200毫秒   P0=~0xAA;   Sleep(350);// 休眠350毫秒   P0=~0x0F;   Sleep(150);// 休眠350毫秒}

其中“Sleep()”函数就是放弃CPU控制权，让操作系统去干其他有用的事情。
（5）这个程序是不是同样比22楼程序简单明了？使用RTOS操作系统最重要的目的就是要是程序员编程容易，把复杂的事情交给操作系统去做。这是我在这个论坛里主要介绍RTOS而没有介绍状态机编程的主要原因。
（6）“中断阻塞是什么概念，只有在中断里面用傻delay才会阻塞”。关于中断阻塞，本文是用Delay来模拟的教学方法。至于真实的单片机程序里会不会发生，我觉得你应该把眼光再放开一点。
中断阻塞 对单片机RTOS的 实时响应是很大的决定因素，甚至会导致整个RTOS 系统崩溃。


在本论坛的下面两篇文章里，我不仅给出了实际的例子，而且与大家进行了讨论交流。
华山论剑（3）： CosyOS-II-STC8H在测试高优先级中断服务调用时崩溃了
https://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=8516
(出处: 国芯技术交流网站)
华山论剑（4）：倚天剑x51，真正实现了“零中断延迟”的STC单片机RTOShttps://www.stcaimcu.com/forum.php?mod=viewthread&tid=8565(出处: 国芯技术交流网站)
这两篇文章后面都附有实际程序例子，你可以去验证一下有没有“中断阻塞”问题，欢迎你根据实际程序发表自己的观点。





（6）关于“像一个老师一样给我出各种考题”。我确实把我的每一篇帖子当做是“一堂课”，大家都在互相学习，如果有跟贴的，我自然当做是“举手发言”，而我的21楼只是让你22楼“上黑板上答题”而已。
（7）对于你们的发言，我的点评不是要与你争什么对错，只是想向其他的坛友展示世界上还有不同的观点，让他们看到相同点和不同点，比如21楼和22楼两种风格的程序。至于他们认为谁对谁错，这是他们的权利。

晓***

杨*** 发表于 2024-11-6 01:04
（1）既然在你的语言“傻”是可爱的称呼，那我21楼也只是给傻傻的你一个傻傻的机会而已。
（2）这个机会 ...

关于这个“傻傻”不也本来是您的观点么，既然所见略同，就没什么好辩的了

wlh***

杨为民 发表于 2024-10-15 12:06
谢谢你的提问，我想这也是其他网友想了解的知识。

（1）C51/C251和金水151编译器的函数调用规范之一，如 ...

谢谢 理解了