如何计算给定微控制器单元的机器周期时间

Question

我正在研究 si labs 的 8051 MCU。我想使用定时器产生精确的 1ms 延迟。为此，我想知道给定 MCU 的机器周期时间是多少。单片机完成一条机器指令所用的时间。然后我可以计算出完成1ms延迟需要多少个机器周期。

Answer 1

要使用定时器，您需要知道定时器时钟的频率是多少。然后你只需要：timer_clocks=delay*frequency;

仅当您想要阻塞延迟时才需要知道指令时间。有两个来源：uC 文档或实验。要知道您需要多少个循环，只需将示波器连接到引脚并根据需要循环多次以归档所需的脉冲长度

Answer 2

通过计算 MCU 周期来创建时间延迟是一种糟糕的方法 - 特别是如果您使用 C 进行编码，而您无法控制编译器将生成的机器指令 - 您的循环可能会根据编译器选项（例如优化级别）而改变.

此外，MCU 无法测量自己的时钟；它唯一的时间流逝概念是以时钟周期为单位——问它一个周期有多长就像问一个人一秒有多长。从 MCU 的角度来看，一个时钟周期有多长这个问题的答案始终是 1。

作为系统的程序员，您有责任了解时钟速度。通常，硬件通过其晶体或振荡器速率来定义速度，而 MCU PLL 设置决定了乘数。大多数情况下，您会将这个速度作为常数嵌入到启动代码中。您的代码可能会访问此常量。

即便如此，最好还是使用片上定时器单元而不是基于软件的指令计数来创建延迟（而且并非所有 8051 指令都是单周期的）。在这种情况下，您仍然需要知道时钟速度；那么定时器时钟可以进一步分频。