C语言里如何编写精确的微量延时
众所周知，相比于其他编程语言，c语言在编写嵌入式编程中有着绝对的优势。但它总也有缺点的：它的时序性比较差，不容易编写精准的延时。而在编写嵌入系统驱动程序时，常常需要比较精确的软件延时，这使得c语言的“劣势”暴露了出来，一般都只能通过嵌入汇编的方式实现。例如，在1mhz工作频率下需要延时10us，就需要嵌入10句“空操作”指令，显然在书写上比较难堪。本文提出一种简化书写的延时方案，使用带参数的宏构来造微小时间片，可以实现完全精确的软件延时，大大方便了驱动程序及软件模拟通信协议的编写。
说明：以下皆为icc avr平台下的讨论，对avr系列所有型号的单片机皆有效。至于其他平台，可据此方案自行修改和移值。
该方案的实现方法其实很简单：
首先定义n个宏，分别调用 1 ~ n 个汇编“空操作”指令，如：
#define nop_1 asm（“nop”） //延时一个时钟周期
#define nop_2 nop_1; asm（“nop”） //延时两个时钟周期
#define nop_3 nop_2; asm（“nop”） //延时三个时钟周期
#define nop_4 nop_3; asm（“nop”） //延时四个时钟周期
……
#define nop_40 nop_40; asm（“nop”） //延时40个时钟周期
然后利用“##”操作符，实现带参数宏的延时：
#define nop（n） nop_##n //延时 n个时钟周期
操作符的作用是把两个部分的内容连成一个内容。就是说，nop（3）展开后成为nop_3，nop（4）展开后成为nop_4，等等。因此，定义上述宏之后，就可通过调用nop（n）语句实现精确软件延时。例如：
nop（4）； //延时4个时钟周期
上述语句展开过程如下：
nop_3 ; asm（“nop”）;
nop_2; asm（“nop”）; asm（“nop”）;
nop_1; asm（“nop”）; asm（“nop”）; asm（“nop”）;
asm（“nop”）; asm（“nop”）; asm（“nop”）; asm（“nop”）;
正好延时4个时钟周期
不过，上面的宏还不够完善，如果试图使用下面的语句，程序将会出现漏洞。
if（表达式）
nop（3）;
else
nop（4）;
这是因为nop（n）宏展开之后，不是一个语句，而是变成n个语句。故必须用花括号括起来，程序才能运行正确。即应该改为：
if（表达式）
{
nop（3）;
}
else
{
nop（4）;
}
如果把nop（n）宏的定义改为：
#define nop（n） do{ nop_##n ; }while（0）
则nop（n）宏展开之后只形成一个语句，将不会出现上面的问题。
但是要注意，“##”操作符只能按照原样把两边的内容连在一起。故nop（n）的参数必须是具体的常量，即只能是数字，并且，与该数字相对应的宏nop_n已必须已经定义。
例如：
“nop（3+4）;”语句展开之后，将将变成“nop_3+4;”，出现语法错误；
又如：
“nop（a）;”语句展开之后，将将变成“nop_a;”，而“nop_a;”未定义。
只有这样的语句才是正确的调用：
nop（20）; //延时20个时钟周期
将上述方案整理成一个头文件，以后就可以任意调用了。下面是整理好的头文件：
注意：该文件不宜作长时间的延时。长时间的延时将会调用大量的“空操作”指令，占用大量的程序指令空间。这个问题将在v2.0版本中解决。
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首先定义n个宏，分别调用 1 ~ n 个汇编“空操作”指令，如：
#define nop_1 asm（“nop”） //延时一个时钟周期
#define nop_2 nop_1; asm（“nop”） //延时两个时钟周期
#define nop_3 nop_2; asm（“nop”） //延时三个时钟周期
#define nop_4 nop_3; asm（“nop”） //延时四个时钟周期
……
#define nop_40 nop_40; asm（“nop”） //延时40个时钟周期
然后利用“##”操作符，实现带参数宏的延时：
#define nop（n） nop_##n //延时 n个时钟周期
操作符的作用是把两个部分的内容连成一个内容。就是说，nop（3）展开后成为nop_3，nop（4）展开后成为nop_4，等等。因此，定义上述宏之后，就可通过调用nop（n）语句实现精确软件延时。例如：
nop（4）； //延时4个时钟周期
上述语句展开过程如下：
nop_3 ; asm（“nop”）;
nop_2; asm（“nop”）; asm（“nop”）;
nop_1; asm（“nop”）; asm（“nop”）; asm（“nop”）;
asm（“nop”）; asm（“nop”）; asm（“nop”）; asm（“nop”）;
正好延时4个时钟周期
不过，上面的宏还不够完善，如果试图使用下面的语句，程序将会出现漏洞。
if（表达式）
nop（3）;
else
nop（4）;
这是因为nop（n）宏展开之后，不是一个语句，而是变成n个语句。故必须用花括号括起来，程序才能运行正确。即应该改为：
if（表达式）
{
nop（3）;
}
else
{
nop（4）;
}
如果把nop（n）宏的定义改为：
#define nop（n） do{ nop_##n ; }while（0）
则nop（n）宏展开之后只形成一个语句，将不会出现上面的问题。
但是要注意，“##”操作符只能按照原样把两边的内容连在一起。故nop（n）的参数必须是具体的常量，即只能是数字，并且，与该数字相对应的宏nop_n已必须已经定义。
例如：
“nop（3+4）;”语句展开之后，将将变成“nop_3+4;”，出现语法错误；
又如：
“nop（a）;”语句展开之后，将将变成“nop_a;”，而“nop_a;”未定义。
只有这样的语句才是正确的调用：
nop（20）; //延时20个时钟周期
将上述方案整理成一个头文件，以后就可以任意调用了。下面是整理好的头文件：
注意：该文件不宜作长时间的延时。长时间的延时将会调用大量的“空操作”指令，占用大量的程序指令空间。这个问题将在v2.0版本中解决。
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