單片機(jī)C語(yǔ)言優(yōu)化

雖然并不會(huì)影響生成代碼的質(zhì)量，但是在實(shí)際編寫過(guò)程中還是要遵循一定的書寫規(guī)則，一個(gè)書寫清晰明了的程序有利于以后的維護(hù)。在書寫程序時(shí)，特別是對(duì)于while、for、do while、if else、switch case等語(yǔ)句或這些語(yǔ)句嵌套組合時(shí)，應(yīng)采用“縮格”的書寫形式。

二、標(biāo)識(shí)符

程序種使用的用戶標(biāo)識(shí)符除要遵循標(biāo)識(shí)符的命名規(guī)則以外，一半不要用代數(shù)符號(hào)（如a、b、x1、x2）作為變量名，應(yīng)選取具有相關(guān)含義的英文單詞（或縮寫）或拼音作為標(biāo)識(shí)符，增加程序的可讀性。

三、程序結(jié)構(gòu)

C語(yǔ)言是一種高級(jí)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。因此在采用C語(yǔ)言設(shè)計(jì)單片機(jī)應(yīng)用程序時(shí)，首先要注意盡可能采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計(jì)方法。這樣可以使應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰便于調(diào)試和維護(hù)。對(duì)于一個(gè)較大的應(yīng)用程序，通常將整個(gè)程序按功能分成若干個(gè)模塊，不同的模塊完成不同的功能。各個(gè)模塊可以分別編寫，甚至還可以由不同的程序員編寫。一半單個(gè)模塊完成的功能較為簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)和調(diào)試也相對(duì)容易一些。在C語(yǔ)言中一個(gè)函數(shù)就可以認(rèn)為是一個(gè)模塊。所謂程序模塊化。不僅是要將整個(gè)程序劃分成若干個(gè)功能模塊。更重要的是，還應(yīng)該保持各個(gè)模塊之間變量的相對(duì)獨(dú)立性。盡量少使用全局變量等。對(duì)于一些常用的功能模塊還可以封裝為一個(gè)應(yīng)用程序庫(kù)，以便需要時(shí)可以直接調(diào)用。但是在使用模塊化時(shí)，如果將模塊分的太細(xì)又會(huì)導(dǎo)致程序的執(zhí)行效率低（今天和和推出一個(gè)函數(shù)時(shí)需要保護(hù)和恢復(fù)寄存器占用的了一些時(shí)間）。

四、定義常熟

在程序化設(shè)計(jì)過(guò)程中，對(duì)于經(jīng)常使用的一些常數(shù)，如果將它直接寫到程序中去，一旦常數(shù)的數(shù)值發(fā)生變化，就必須逐個(gè)找出程序中所有的常數(shù)，并逐一進(jìn)行修改，這樣必然會(huì)導(dǎo)致降低程序的可維護(hù)性。因此，應(yīng)盡量當(dāng)采用與處理命令的方式來(lái)定義常數(shù)。而且還可以避免輸入錯(cuò)誤。

五、減少判斷語(yǔ)句

能夠使用條件編譯的（ifdef）的地方就使用條件編譯而不使用（if）語(yǔ)句有利于減少編譯生成的代碼的長(zhǎng)度。

六、表達(dá)式

對(duì)于一個(gè)表達(dá)式中的運(yùn)算執(zhí)行的優(yōu)先順序不太明確或容易混淆的地方，應(yīng)當(dāng)采用圓括號(hào)明確制定它們的順序。一個(gè)表達(dá)式不能寫得太復(fù)雜。如果太復(fù)雜，時(shí)間久了以后自己也不容易看的懂，不易于以后的維護(hù)。

七、函數(shù)

對(duì)于程序中的函數(shù)，在使用之前，應(yīng)對(duì)函數(shù)的類型進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)函數(shù)類型的說(shuō)明，必須保證它與原來(lái)定義的函數(shù)類型一致，對(duì)于沒有參數(shù)和沒用返回值的函數(shù)應(yīng)加上void說(shuō)明。如果需要縮短代碼的長(zhǎng)度，可以將程序中一些公共的程序段定義為函數(shù)。在keil中搞級(jí)別優(yōu)化就是這樣的。如果需要縮短程序的執(zhí)行時(shí)間。在程序調(diào)試結(jié)束后，將部分函數(shù)用宏定義來(lái)代替。注意，應(yīng)該在程序調(diào)試結(jié)束后再定義宏，因?yàn)榇蠖鄶?shù)編譯系統(tǒng)在宏展開之后才會(huì)報(bào)錯(cuò)，這樣會(huì)增加排錯(cuò)的難度。

八、變量

盡量少使用全局變量多用局部變量。因?yàn)槿肿兞渴欠旁跀?shù)據(jù)存儲(chǔ)器中，定義一個(gè)全局變量，mcu就少一個(gè)可以利用的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。如果定義了太多的全局變量，會(huì)導(dǎo)致編譯器無(wú)足夠的內(nèi)存可以分配。而局部變量大多定位于mcu內(nèi)部的寄存器中。在絕大多數(shù)mcu中使用寄存器操作速度比數(shù)據(jù)寄存器塊。質(zhì)量也更多更靈活。有利于生成高質(zhì)量的代碼。而且局部變量所占用的寄存器和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器在不同模塊中可以重復(fù)使用。

九、代碼的優(yōu)化

選擇和漢斯的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，應(yīng)該熟悉算法語(yǔ)言，知道各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，具體資料請(qǐng)參見相應(yīng)的參考資料，又很多計(jì)算機(jī)書籍上都又介紹。將比較慢的順序查找法用比較快的二分查找或亂序查找法代替。插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或跟排序代替。都可以大大提高程序執(zhí)行的效率。選擇一種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也很重要。必然你在一堆隨機(jī)存放的數(shù)中使用了大量的插入和排序指令，那使用鏈表要快的多。

使用盡量小的數(shù)據(jù)類型

能夠使用字符型（char）定義的變量就不要使用整形（int）變量來(lái)定義

使用自加、自減指令

減少運(yùn)算強(qiáng)度

可以使用運(yùn)算量小丹功能相同的表達(dá)式替換原來(lái)復(fù)雜的表達(dá)式：

如求余運(yùn)算

a=a%8

可以改為：a=a&7

平方運(yùn)算

a=pow（a，2.0）；

可以改為：a=a*a；

用移位運(yùn)算實(shí)現(xiàn)乘除法

a=a*4

b=b/4

可以改為：

a=a<<2

b=b>>2

a=a*9可以改為a=（a<<3）+a；

循環(huán)

對(duì)于一些不需要循環(huán)變量參加運(yùn)算的任務(wù)把它們安排的循環(huán)外面。這里任務(wù)包括表達(dá)式、函數(shù)的調(diào)用、指針運(yùn)算、數(shù)組訪問(wèn)等，應(yīng)該將沒有必要執(zhí)行多次的操作全部集合在一起，放到一個(gè)init的初始化程序中進(jìn)行。

延時(shí)函數(shù)：

通常使用的延時(shí)函數(shù)：

void delay（void）

{

unsigned int i；

for(i=0;i<1000;i++);

}

改為

void dellay(void)

{

unsigned int i;

for(i=1000;--i)

}

兩個(gè)函數(shù)效果相似，但幾乎所有的C編譯器對(duì)后一種函數(shù)生成的代碼比前一種代碼少1-3個(gè)字節(jié)。因?yàn)閹缀跛蠱CU都有0轉(zhuǎn)移指令采用后一種方式能夠生成這類指令。在while循環(huán)時(shí)也一樣，使用自減指令控制循環(huán)比使用自加指令控制循環(huán)生成代碼少1-3個(gè)字節(jié)。在使用while循環(huán)中又使用循環(huán)變量讀寫數(shù)據(jù)的指令時(shí)，使用減循環(huán)時(shí)又可能是數(shù)組超界，要引起注意。

while、和do while循環(huán)

unsigned int i；

i=0；

while(i<1000)

{

i++;

}

改為

do

i--；

while（i>0）;

在這兩種循環(huán)中，使用do while循環(huán)編譯后的代碼長(zhǎng)度短于while循環(huán)。

查表

在程序中一般不進(jìn)行非常復(fù)雜的運(yùn)算，如浮點(diǎn)數(shù)的程序及開方等。以及一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型的插補(bǔ)運(yùn)算。對(duì)這些即消耗時(shí)間又消耗資源的運(yùn)算。應(yīng)盡量使用查表的方式，并且將數(shù)據(jù)表置于程序存儲(chǔ)區(qū)。如果直接生成所需的表比較困難。也盡量在啟動(dòng)時(shí)先計(jì)算。然后在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器中生成所需要的表。在程序運(yùn)行中直接查表就可以了。減少了程序執(zhí)行過(guò)程中重復(fù)計(jì)算的工作量。

其他

比如使用在線匯編及字符串和一些常量的保存在程序存儲(chǔ)器中都又利于優(yōu)化。