简述LPC21xx C程序的延时方法

 

　　1 硬件延时

　　PHILIPS公司的LPC21XX系列微控制器是一个基于含ARM7TDMI-S内核的CPU,并带有嵌入式Flash存储器的MCU,同时它还带有两个CAN通道。128位宽度的存储器接口和独特的加速结构使32位代码能够在高达60MHZ的工作频率下运行。由于LPC21XX系列采用非常小的LQFP或HVQFN封装、极低的功耗、多个32位定时器、4路10位ADC、PWM输出以及多达9个外部中断，该系列部分工业级微控制器的工作温度范围可以从-40到85℃，这使它特别适用于楼宇自控系统这样的应用领域。

　　使PO.7口输出方波的波形。匹配时复位定时器，产生中断使高低电平持续时间均为O.5 s,如图1所示。

　　在实际应用中，定时常采用中断方式，如进行适当的循环可实现几秒甚至更长时间的延时。从程序的执行效率和稳定性两方面考虑，使用定时器/计数器延时是的方案。但是占用了一个定时器，比较浪费，并且可移植性也比较差。因此，在并非要求定时的情况下，一般不建议采用。

　　2 软件延时

　　2.1 使用系统函数延时

　　LPC21xx微控制器可以采用嵌入式操作系统进行任务的管理，如果需要延时可以使用系统的延时函数实现。采用μC/0S-II实时操作系统时，可以使用系统提供的延时函数。

　　（1）任务延时函数OSTimeDly（）。延时长短由指定的时钟节拍数目（O~65535）来确定。调用该函数会使系统进行任务调度，去执行下一个优先级的任务。任务调用该函数后，一旦规定的时间到了，或有其他任务通过调用OSTimeDlyResume（）取消了延时，那么该任务就会立即进入就绪状态。

　　（2）按时分秒延时函数OSTimeDlyHMSM（）。为了更为习惯地使用任务，系统还提供了按时分秒延时函数。此函数可以延时到小时、分、秒，调用这个函数可引发任务调度。调用函数OSTimeDlyResume（）可取消延时，该任务就会立即进入就绪状态。

　　例如，通过P1.18口控制LEDl,调用OSTimeDlyHMSM（）函数进行1 s的延时。代码如下：

   

    示波器观察到的波形以及延时情况如图2所示。

　　2.2 使用示波器确定延时时间

　　示波器是一种用途十分广泛的电子测量仪器。它能把肉眼看不见的电信号变换成看得见的图象，便于人们研究各种电现象的变化过程。示波器利用狭窄的、由高速电子组成的电子束，打在涂有荧光物质的屏面上，就可产生细小的光点。在被测信号的作用下，电子束就好像一支笔的笔尖，可以在屏面上描绘出被测信号的瞬时值的变化曲线。利用示波器能观察各种不同信号幅度随时间变化的波形曲线，还可以用它测试各种不同的电量，如电压、电流、频率、相位差、调幅度等等。

　　LPC21xx系列微控制器基于ARM7TDMI-S内核，采用三级流水线结构，如图3所示。处理和存储系统的所有部分都可连续工作。通常在执行一条指令的同时就对下一条指令进行译码，并将第三条指令从存储器中取出。

　　因带有Cache,所以具体指令执行时间会有不同，在学习和开发过程中需要对指令时间有较粗略的判断，具体到μs级、ms级的延时。虽然采用定时器似乎比较，但是定时器不能解决所有问题，有些情况还需要用到软件延时。代码如下：

   

    使PO．7口输出方波，高低电平延时时间为dly=1。通过示波器观察延时时间，具体波形如图4所示。

    10 μs和1μs延时程序的波形分别如图5和图6所示。在主函数里调用以上函数，就可以实现非延时。采用这种方法，虽然延时不是十分，但是不占用资源，并且可移植性很好，示波器效果观察起来直观。因此，在不要求延时很的情况下，可以采用此方法进行定时。

　　2.3 使用反汇编工具计算延时时间

　　对于不熟悉示波器但熟悉汇编语言，并且了解指令周期的开发人员来说，可以用ADSl.2中AXD Debugger的反汇编工具计算延时时间。在反汇编窗口中可用源程序和汇编程序的混合代码或汇编代码显示目标应用程序，再根据每条指令周期计算出结果。例如：

   

    其反汇编结果如图7所示。

　　这种方法直观，但是要求开发人员熟练掌握汇编语言及指令周期，并且理解流水线及Cache的工作原理等，需要花费大量的精力，而且指令周期只对低端单片机有用。因此，对于初学者这种方法不可取。

　　结语

　　掌握延时程序的编写，能够使程序准确得以执行，这对学习和项目开发有着重要的意义。本文介绍了LPC21xx系列微控制器的几种计算延时程序执行时间并实现延时的方法。使用定时器进行延时是的选择，可以提高CPU工作效率。在使用系统管理任务时，可以选择使用系统延时函数；在不使用嵌入式系统，无法使用定时器而又需要实现比较的延时时，其他几种方法可以实现不等时间的延时。

　　写延时程序是一项很麻烦的任务，可能需要多次修改才能满足要求，以上介绍只是提供了一些延时的方法，在使用时需视情况而定。