Wie andere bereits erwähnt haben, geschieht dies am besten in der Montage. Hier ist mein ursprünglicher Versuch, dies zu codieren, als ich dachte, die Sprunganweisungen dauerten entweder 2 oder 4 Zyklen (siehe Bearbeiten unten für die überarbeitete Version).

void delay_sub(unsigned char i)
{
// convert 20, 21, 22 etc to count in R7 of 1, 2, 3 (extra cycle added if i is odd)
                    ; cycles
    rrc A           ; 1            c = 1 if odd
    jnc even        ; 2 or 4       extra 2 cycles if branch taken (spoils cache)
    nop             ; 1            delete if using lcall's instead of acall's
    nop             ; 1            same
    clc             ; 1            in either case carry is clear prior to subb
even:
    subb A,#9       ; 1

    mov R7,A        ; 1            R7 now = (i / 2) - 9
    //while (i--);
loop:
    djnz R7, loop   ; 2     loop address should be in cache, so no extra cycles needed
    ret             ; 6
}

timing calculation (assuming acall's)
if i even:
    5+7+R7*2+6 = minimum of 20 22 24 ... => R7 = 1, 2, 3 ...
if i odd:
    5+8+R7*2+6 = minimum of 21 23 25 ... => R7 = 1, 2, 3 ...

Es wird davon ausgegangen, dass ein Aufruf wie ACALL(nn) erfolgt, wobei nn eine Konstante oder eine Variable in einer Byte-Variablen ist, sodass der Parameter beispielsweise unter Verwendung eines MOV A,#n-Befehls mit einem Zyklus übergeben werden kann. Das Mindesttiming, das Sie tun können, beträgt 20 Takte, wie Sie es gefordert haben.

mov  A,#n        ; 1   
acall delay_sub  ; 4

Es wird nicht geprüft, ob der Parameter größer oder gleich 20 ist, alle Werte kleiner als 20 ergeben ein falsches Timing.

Der mov-Befehl und ein Aufruf dauern 5 Zyklen. Zunächst wird der Zählwert (i) durch zwei geteilt, um zu berücksichtigen, dass der DJNZ-Befehl zwei Zyklen benötigt. Dann wird die Zählung angepasst, um einen Zyklus hinzuzufügen, wenn i ungerade ist. Schließlich wird ein fester Wert subtrahiert, sodass der Wert im zu dekrementierenden Register (R7) im Bereich 1, 2, 3 liegt ... R7 wird dann in einer engen Schleife (zwei Zyklen pro Zählung) dekrementiert. Für die Rückkehr gibt es eine feste Zyklenzahl von 6.

Wenn Sie einen LCALL anstelle eines ACALL verwenden müssen, beträgt das minimale Timing, das Sie ausführen können, 21 Takte anstelle von 20, und Sie müssen die beiden Nops nach der jnc-Anweisung löschen. Sie müssen entweder alle ACALLs oder LCALLs verwenden, Sie können sie nicht mischen.

Ich würde vermeiden, C zum Aufrufen der Funktion zu verwenden, es sei denn, Sie können garantieren, dass der Compiler keinen zusätzlichen Overhead hinzufügt. Außerdem verwende ich R7 als Scratch-Register; In Ihrem Compiler-Handbuch erfahren Sie, welche Register in einer Assembler-Funktion verwendet werden können, ohne sie speichern zu müssen (falls vorhanden).

Dies berücksichtigt auch nicht das Deaktivieren und erneute Aktivieren von Interrupts, falls erforderlich, um sicherzustellen, dass die Zeitgebungsroutine nicht unterbrochen wird.

Das Verhalten der Sprungbefehle basiert auf dem Datenblatt für den C8051F38x, wie ich es verstehe (in Bezug darauf, wann der Befehlscache beschädigt ist oder nicht). Dies kann bei anderen Versionen des 8051 anders sein.

Schließlich habe ich nicht die Syntax für den Sprung in die Inline-Assemblierung und wieder heraus gezeigt. Das Unterprogramm könnte auch in eine separate Datei gestellt und zusammengesetzt werden.

Bearbeiten

Seit ich den ursprünglichen Code geschrieben habe, hat mir das OP mitgeteilt, dass die Anzahl der Taktzyklen für einen Sprung in seinem 8051 5 oder 6 beträgt, nicht die 2 oder 4, die in dem von mir gelesenen Datenblatt angegeben sind. Also habe ich die Routine umgeschrieben, um dies zu berücksichtigen. Leider erhöht dies die minimale Zyklenzahl, die getimt werden kann, auf 32 statt 20. Wenn also Zählungen zwischen 20 und 31 unbedingt verarbeitet werden müssen, muss ein spezieller Code speziell für diesen Fall geschrieben werden (siehe unten).

void delay_sub(unsigned char i)
{
// minimum value of i is 32 
                    ; cycles
    clr C           ; 1
    subb A,#32      ; 1   adjust for overhead of call and this routine
                    ; a branch could be added here in case the result is negative
    mov B,#6        ; 1
    div AB          ; 4            quotient in A, remainder in B
    mov DPTR,#adjustcycles   ; 1
    mov R7,B        ; 1
    mov B,A         ; 1   save quotient in B as temp
    mov A,#6        ; 1
    clr C           ; 1
    subb A,R7       ; 1   A now has 5 - B (remainder)
    mov R7,#0       ; 1
    jmp @A+DPTR     ; 6   jump into table to add clocks based on remainder

adjustcycles:       ; execute additional cycles based on remainder
    inc R7          ; 1   for remainder of 5
    inc R7          ; 1   for remainder of 4 
    inc R7          ; 1   for remainder of 3 
    inc R7          ; 1   for remainder of 2
    inc R7          ; 1   for remainder of 1 
    nop             ; 1   for remainder of 0

    mov A,B         ; 1   now has i / 6, have already adjusted for remainder
loop:
    djnz loop       ; 6
    ret             ; 6

timing in clock cycles is: 5 (call) + 21 (fixed overhead) + 6*(i/6) + (i%6) + 6 (ret)

if i = 0, 5 + 21 + 6 = 32 therefore that is the minimum count

Anstatt den Parameter i wie im vorherigen Beispiel durch 2 zu teilen, muss ich ihn jetzt durch 6 teilen, da ich davon ausgehe, dass der DJNZ-Befehl 6 Zyklen dauert. Also müssen wir i / 6 Mal durchlaufen und auch 0 bis 5 Zyklen für den Rest hinzufügen (i % 6).

Der Rest meiner obigen Kommentare trifft ziemlich gut auf dieses Beispiel zu. Ich belasse den ursprünglichen Code, falls jemand tatsächlich einen 8051 mit einer DJNZ-Anweisung mit zwei Zyklen hat.

Für Zählwerte von 20 bis 31 könnten Sie eine Subroutine mit nur einem Nop erstellen, die 12 Zyklen einschließlich Aufruf und Rückgabe benötigt:

void delay12(void)
{
    nop
}

Für 20-23 Zählungen würden Sie es einmal aufrufen und nach dem Aufruf 8 bis 11 Nops hinzufügen (oder einen Dummy-Sprung zur nächsten Anweisung, der 6 Zyklen plus 2 bis 5 Nops verbrauchen würde - das Verzögern von 20 Zyklen würde also nur vier kosten Anweisungen plus das Unterprogramm, von dem angenommen wird, dass es mehr als einmal verwendet wird.). Für Zählungen von 24 bis 31 würden Sie delay12 zweimal aufrufen und je nach Bedarf 0 bis 5 Nops und/oder eine Sprunganweisung hinzufügen.

Um also 20 Zyklen zu verzögern:

    acall delayl12
    jump next
next:
    nop
    nop

Sie könnten (ich glaube, ich erinnere mich nicht so gut an die 8051-Architektur) einen kalkulierten Sprung in ein 'Meer' von Nops machen. Kombinieren Sie es vielleicht mit einer Schleife, um die erforderliche Anzahl von Nops zu reduzieren (oder es gibt möglicherweise einen ausgefeilteren Weg, dies zu tun..)

Ich habe das einmal in der früheren, aber verwandten MCS-48-Architektur gemacht, um mit variabler Latenz oder ähnlichem umzugehen.

Sie sollten in der Montage für Einzelzykluspräzision arbeiten . Keil unterstützt einige Methoden zur Verwendung von Assembly in Kombination mit C, und wahrscheinlich würde die einfachere Inline-Assembly für Sie funktionieren.

Was auch immer Sie tun, es wird etwas Overhead geben, also ist das Beste, was Sie tun können, eine Verzögerung von n + 1 bis n + 255 Zyklen. n <= 20 Zyklen sollten machbar sein.

Ja, wie Spehro betonte, dass Sie in der Montage arbeiten sollten, und Sie können mit der Montage eine Genauigkeit von bis zu einem Maschinenzyklus erreichen, aber keinen Taktzyklus.

Zwei Möglichkeiten mit Assemblersprache

1. Verwenden Sie nop-Befehle und -Schleifen so, dass die Ausführungszeit von Befehlen und nops Ihrer erforderlichen Zeitverzögerung entspricht. Auf diese Weise müssen Sie wissen, wie viele Maschinenzyklen jeder Befehl in Ihrem Code benötigt.

2. Verwenden Sie Timer.

Die Compiler werden Ihren C-Code modifizieren, um den Code zu optimieren, was sicherlich Ihre Verzögerung ändern würde, also müssen wir aus Gründen der Präzision in Richtung Assembler gehen.

Da ich vor einem Jahr die Assemblersprache 8051 studiert habe. Es hat nicht viele Befehle und wenn Sie studieren, werden Sie sicherlich viel über Mikrocontroller und ihre grundlegende Architektur lernen. Obwohl Sie die Montage eines Mikrocontrollers nicht lernen müssen, wäre es sicherlich hilfreich zu wissen, wie die Assemblersprache für mindestens einen Mikrocontroller funktioniert.