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如何寫出高效的單片機(jī)C語言程序代碼

作者：時間：2016-11-27 來源：網(wǎng)絡(luò)

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結(jié)果：數(shù)組a存儲的內(nèi)容是1、2、3、4、5。
例子4：在大端模式下(8051系列單片機(jī)是大端模式)將含有位域的結(jié)構(gòu)體賦給無符號字節(jié)整型值
方法1：逐位賦值。
typedefstruct__BYTE2BITS
{
UINT8_bit7:1;
UINT8_bit6:1;
UINT8_bit5:1;
UINT8_bit4:1;
UINT8_bit3:1;
UINT8_bit2:1;
UINT8_bit1:1;
UINT8_bit0:1;
}BYTE2BITS;
BYTE2BITSByte2Bits;
Byte2Bits._bit7=0;
Byte2Bits._bit6=0;
Byte2Bits._bit5=1;
Byte2Bits._bit4=1;
Byte2Bits._bit3=1;
Byte2Bits._bit2=1;
Byte2Bits._bit1=0;
Byte2Bits._bit0=0;
UINT8a=0;
a|=Byte2Bits._bit7<<7;
a|=Byte2Bits._bit6<<6;
a|=Byte2Bits._bit5<<5;
a|=Byte2Bits._bit4<<4;
a|=Byte2Bits._bit3<<3;
a|=Byte2Bits._bit2<<2;
a|=Byte2Bits._bit1<<1;
a|=Byte2Bits._bit0<<0;
結(jié)果：a=0x3C
方法2：強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。
typedefstruct__BYTE2BITS
{
UINT8_bit7:1;
UINT8_bit6:1;
UINT8_bit5:1;
UINT8_bit4:1;
UINT8_bit3:1;
UINT8_bit2:1;
UINT8_bit1:1;
UINT8_bit0:1;
}BYTE2BITS;
BYTE2BITSByte2Bits;
Byte2Bits._bit7=0;
Byte2Bits._bit6=0;
Byte2Bits._bit5=1;
Byte2Bits._bit4=1;
Byte2Bits._bit3=1;
Byte2Bits._bit2=1;
Byte2Bits._bit1=0;
Byte2Bits._bit0=0;
UINT8a=0;
a=*(UINT8*)&Byte2Bits
結(jié)果：a=0x3C
例子5：在大端模式下(8051系列單片機(jī)是大端模式)將無符號字節(jié)整型值賦給含有位域的結(jié)構(gòu)體。
方法1：逐位賦值。
typedefstruct__BYTE2BITS
{
UINT8_bit7:1;
UINT8_bit6:1;
UINT8_bit5:1;
UINT8_bit4:1;
UINT8_bit3:1;
UINT8_bit2:1;
UINT8_bit1:1;
UINT8_bit0:1;
}BYTE2BITS;
BYTE2BITSByte2Bits;
UINT8a=0x3C;
Byte2Bits._bit7=a&0x80;
Byte2Bits._bit6=a&0x40;
Byte2Bits._bit5=a&0x20;
Byte2Bits._bit4=a&0x10;
Byte2Bits._bit3=a&0x08;
Byte2Bits._bit2=a&0x04;
Byte2Bits._bit1=a&0x02;
Byte2Bits._bit0=a&0x01;
方法2：強(qiáng)制轉(zhuǎn)換。
typedefstruct__BYTE2BITS
{
UINT8_bit7:1;
UINT8_bit6:1;
UINT8_bit5:1;
UINT8_bit4:1;
UINT8_bit3:1;
UINT8_bit2:1;
UINT8_bit1:1;
UINT8_bit0:1;
}BYTE2BITS;
BYTE2BITSByte2Bits;
UINT8a=0x3C;
Byte2Bits=*(BYTE2BITS*)&a;

12.減少函數(shù)調(diào)用參數(shù)
使用全局變量比函數(shù)傳遞參數(shù)更加有效率。這樣做去除了函數(shù)調(diào)用參數(shù)入棧和函數(shù)完成后參數(shù)出棧所
需要的時間。然而決定使用全局變量會影響程序的模塊化和重入，故要慎重使用。

13.switch語句中根據(jù)發(fā)生頻率來進(jìn)行case排序
switch語句是一個普通的編程技術(shù)，編譯器會產(chǎn)生if-else-if的嵌套代碼，并按照順序進(jìn)行比較，
發(fā)現(xiàn)匹配時，就跳轉(zhuǎn)到滿足條件的語句執(zhí)行。使用時需要注意。每一個由機(jī)器語言實現(xiàn)的測試和跳轉(zhuǎn)僅僅
是為了決定下一步要做什么，就把寶貴的處理器時間耗盡。為了提高速度，沒法把具體的情況按照它們發(fā)
生的相對頻率排序。換句話說，把最可能發(fā)生的情況放在第一位，最不可能的情況放在最后。

14.將大的switch語句轉(zhuǎn)為嵌套switch語句
當(dāng)switch語句中的case標(biāo)號很多時，為了減少比較的次數(shù)，明智的做法是把大switch語句轉(zhuǎn)為嵌
套switch語句。把發(fā)生頻率高的case標(biāo)號放在一個switch語句中，并且是嵌套switch語句的最外
層，發(fā)生相對頻率相對低的case標(biāo)號放在另一個switch語句中。比如，下面的程序段把相對發(fā)生頻率
低的情況放在缺省的case標(biāo)號內(nèi)。
UINT8ucCurTask=1;
voidTask1(void);
voidTask2(void);
voidTask3(void);
voidTask4(void);
……………
voidTask16(void);
switch(ucCurTask)
{
case1:Task1();break;
case2:Task2();break;
case3:Task3();break;
case4:Task4();break;
………………………
case16:Task16();break;
default:break;
}
可以改為
UINT8ucCurTask=1;
voidTask1(void);
voidTask2(void);
voidTask3(void);
voidTask4(void);
……………
voidTask16(void);
switch(ucCurTask)
{
case1:Task1();break;
case2:Task2();break;
default:
switch(ucCurTask)
{
case3:Task3();break;
case4:Task4();break;
………………………
case16:Task16();break;
default:break;
}
Break;
}
由于switch語句等同于if-else-if的嵌套代碼，如果大的if語句同樣要轉(zhuǎn)換為嵌套的if語句。
UINT8ucCurTask=1;
voidTask1(void);
voidTask2(void);
voidTask3(void);
voidTask4(void);
……………
voidTask16(void);
if(ucCurTask==1)Task1();
elseif(ucCurTask==2)Task2();
else
{
if(ucCurTask==3)Task3();
elseif(ucCurTask==4)Task4();
………………
elseTask16();
}

15.函數(shù)指針妙用
當(dāng)switch語句中的case標(biāo)號很多時，或者if語句的比較次數(shù)過多時，為了提高程序執(zhí)行速度，
可以運用函數(shù)指針來取代switch或if語句的用法,這些用法可以參考電子菜單實驗代碼、USB實驗代碼
和網(wǎng)絡(luò)實驗代碼。
UINT8ucCurTask=1;
voidTask1(void);
voidTask2(void);
voidTask3(void);
voidTask4(void);
……………
voidTask16(void);
switch(ucCurTask)
{
case1:Task1();break;
case2:Task2();break;
case3:Task3();break;
case4:Task4();break;
………………………
case16:Task16();break;
default:break;
}
可以改為
UINT8ucCurTask=1;
voidTask1(void);
voidTask2(void);
voidTask3(void);
voidTask4(void);
……………
voidTask16(void);
void(*szTaskTbl)[16])(void)={Task1,Task2,Task3,Task4,…,Task16};
調(diào)用方法1：(*szTaskTbl[ucCurTask])();
調(diào)用方法2：szTaskTbl[ucCurTask]();

16.循環(huán)嵌套
循環(huán)在編程中經(jīng)常用到的，往往會出現(xiàn)循環(huán)嵌套。現(xiàn)在就已for循環(huán)為例。
UINT8i,j;
for(i=0;i<255;i++)
{
for(j=0;j<25;j++)
{
………………
}
}
較大的循環(huán)嵌套較小的循環(huán)編譯器會浪費更加多的時間，推薦的做法就是較小的循環(huán)嵌套較大的循環(huán)。
UINT8i,j;
for(j=0;j<25;j++)
{
for(i=0;i<255;i++)
{
………………
}
}

17.內(nèi)聯(lián)函數(shù)
在C++中，關(guān)鍵字inline可以被加入到任何函數(shù)的聲明中。這個關(guān)鍵字請求編譯器用函數(shù)內(nèi)部的代
碼替換所有對于指出的函數(shù)的調(diào)用。這樣做在兩個方面快于函數(shù)調(diào)用。這樣做在兩個方面快于函數(shù)調(diào)用：
第一，省去了調(diào)用指令需要的執(zhí)行時間；第二，省去了傳遞變元和傳遞過程需要的時間。但是使用這種方
法在優(yōu)化程序速度的同時，程序長度變大了，因此需要更多的ROM。使用這種優(yōu)化在inline函數(shù)頻繁調(diào)
用并且只包含幾行代碼的時候是最有效的。
如果編譯器允許在C語言編程中能夠支持inline關(guān)鍵字，注意不是C++語言編程，而且單片機(jī)的ROM
足夠大，就可以考慮加上inline關(guān)鍵字。支持inline關(guān)鍵字的編譯器如ADS1.2，RealViewMDK等。

18.從編譯器著手
很多編譯器都具有偏向于代碼執(zhí)行速度上的優(yōu)化、代碼占用空閑太小的優(yōu)化。例如Keil開發(fā)環(huán)境編
譯時可以選擇偏向于代碼執(zhí)行速度上的優(yōu)化（FavorSpeed）還是代碼占用空間太小的優(yōu)化（Favor
Size）。還有其他基于GCC的開發(fā)環(huán)境一般都會提供-O0、-O1、-O2、—O3、-Os的優(yōu)化選項，而使用
-O2的優(yōu)化代碼執(zhí)行速度上最理想，使用-Os優(yōu)化代碼占用空間大小最小。

19.嵌入?yún)R編---殺手锏
匯編語言是效率最高的計算機(jī)語言，在一般項目開發(fā)當(dāng)中一般都采用C語言來開發(fā)的，因為嵌入?yún)R編
之后會影響平臺的移植性和可讀性，不同平臺的匯編指令是不兼容的。但是對于一些執(zhí)著的程序員要求程
序獲得極致的運行的效率，他們都在C語言中嵌入?yún)R編，即“混合編程”。
注意：如果想嵌入?yún)R編，一定要對匯編有深刻的了解。不到萬不得已的情況，不要使用嵌入?yún)R編。

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