使用AT89S52构建延时函数与输出PWM波
任务要求：
51单片机精准延时以及中断的设计-无RTOS模式。设单片机的时钟12MHz，型号为AT89S52。
1.构造一个不依赖定时器（采用nop+nop（）的研视函数；非中断模式）；
2.用单片机的引脚输出2KHz占空比为20%的方波；
3.用中断模式实现单片机的引脚输出2KHz占空比为20%的方波；
注：在TIMER0、1或2中断中修改单片机的引脚电平，并修改下一轮溢出的时间（如设置TLx和THx的值）；
这个操作耗时较少，而且是TIMER的仅有任务（修改引脚电平、修改THx和TLx）无必要另行封装为函数；
4.将波形在虚拟逻辑分析仪显示出来；
任务分析：
首先，使用nop模式的任务要求最终输出一个占空比位20%，频率位2KHz的方波，通过公式T=1/f可知，每个PWM周期为500微秒。因为占空比为20%，所以输出高电平100微秒，低电平400微秒。那么我们需要构建两个延时函数，一个延时100微秒，一个延时400微秒，并且在延时的时候改变引脚极性就可以输出实验要求的PWM波。
实验要求使用nop();方式构造延时函数。nop();代表空指令，即运行一次整个指令，单片机就会空闲一个机器周期什么都不工作。实验给出的单片机是AT89S52，时钟频率为12MHz。AT89S52是51架构单片机，受限于51的指令集，他的机器周期为时钟周期的十二分之一，即1MHz。那么每运行一次nop指令就可以看作单片机延时1微秒。
可以构造一个循环函数，这个循环函数内执行nop指令，就可以延时较长时间而不用重复写很多行nop指令。由于循环函数每次进入时需要对循环条件进行判断，而这部分远远大于1微秒，可以记循环一次的时间为k，循环次数为x，需要延时的时间长度为y，那么可以将这个延时时间长度看做一元方程组：y=kx
假设k的大小不够合适，比如要延时100微秒，k为3，那么可以进一步修改为：y=kx+b，b为多少，就在循环函数结束后运行多少次nop指令。
接着要求使用中断输出方波，并且每次修改定时器重装载值来完成延时长度的变化。
对于中断方式，首先我们需要一个变量用于记录进入中断的次数，通过次数不同，来修改中断时间，因为中断时间就两个，一个是100微秒，一个是400微秒，那么这个变量可以任意定义，只需要每次在中断结束后对这个变量自加，要修改重装载值得时候，判断一下这个变量得奇偶就行了。
修改重装载值这个步骤本身会占据一定的时长，即中断函数的运行会占用时间，因此下一轮溢出的时间要比100us短才对。
任务实现：
首先新建一个keil5工程。
打开keil，project->New uVision Project 新建本项目的keil工程文件。接着在新的工程中选择单片机为AT89S52，配置仿真时钟频率为12MHz如图所示。
接着新建”main.c”，并且在”main.c”中添加包含有初始化代码的头文件”init.h”、包含有51寄存器声明的头文件"C8051F020_defs.h"以及包含有nop指令的头文件”intrins.h”。假设使用P10输出PWM，所以在定义完头文件后，对P10进行定义：sbit P1^0 = P1_0，方便书写识别引脚电平转换。
下一步构建main函数：
1 void main() 2 { 3 Init_Device(); 4 5 for (;;) 6 { 7 P1_0 = 0; 8 delay400us(17); 9 P1_0 = 1; 10 delay100us(3); 11 } 12 }
如上所示的main函数中只有第8行和第10行的延时函数是没有定义的，其他都在前面步骤里完成了。
所以最后，也是最重要的，本实验的核心内容：构建精准延时函数。
按照实验分析中的思路，我使用函数入口参数控制循环的次数，并且在循环外加上固定的nop指令，试凑出指定时常的延时函数。
下面以delay400us(17);为例，传递给这个函数的参数“17”为试凑出来的结果，因此在后期调用时，不应该修改其数值，也就是“17”不可以修改。
在P1_0=0处和P1_0=1处设置断点，通过仿真读出各自运行过的机器周期，再将它们相减就是delay400us(17);延时的时间长度。
其中，监视窗口的states代表着机器周期。
通过上两张图可知程序第一次停止在P1_0 = 0处单片机运行过的机器周期为22255，程序第一次停止在P1_0 = 1处，单片机运行过的机器周期为22655，两者相减为400，即delay400us(17)这个函数延时了400个机器周期，按照之前项目分析那样，一个机器周期对应一微秒，所以这个延时函数算是成功了。
同理，继续运行仿真下去。
通过上图可以看到程序第二次运行到P1_0 = 0处单片机运行过的机器周期为22755。也就是delay100us(3)这个函数延时了100个机器周期也就是100us。
再通过示波器观看P1_0引脚的波形，检查是否按照需求产生了PWM脉冲，如下图所示。
上图左侧P1_0代表波形为P1_0口产生的，通过观察高低电平的比值可知确实产生了一个占空比为20%的方波，但是由于仿真系统的问题，所以逻辑分析仪中的时间和设计的时间对不上。按照机器周期来计算是正确的，所以可以判断是仿真系统出现BUG导致时间显示错误。
使用中断方式关键在于中断函数的书写，主函数与非中断模式大同小异：
1 int a = 0; 2 3 void Timer0_ISR() interrupt 1 4 { 5 6 if (a == 0) 7 { 8 TH0 = (65535 - 32) / 256; 9 TL0 = (65535 - 32) % 256; 10 P1_0 = 0; 11 a++; 12 } 13 14 else 15 { 16 TH0 = (65535 - 6) / 256; 17 TL0 = (65535 - 6) % 256; 18 P1_0 = 1; 19 a = 0; 20 } 21 }
以上为中断函数的代码。
首先定义一个用于计数的变量a，每次进入中断函数时，首先判断a是否为0，如果为0，就将下一次中断设置为400微秒，并且将a自加，在这次中断里，引脚应该输出低电平；如果a不等于0，那么将下一次中断设置为100微妙，然后将a置0，在这次中断引脚应该输出高电平。
验证的方法和上一个实验一样，在P1_0 = 0处 和 P1_0 = 1处各设置一个断点，并且观察每次进入断点的时间间隔。
通过计算可以得出，引脚输出低电平保持了409个机器周期，即409微秒，而高电平保持了106个机器周期，106微秒。
通过逻辑分析仪也可以看到引脚正常输出PWM波了。
至此，以上实验圆满完成。
