如何提高M(jìn)SP430 C語(yǔ)言編程效率

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MSP430系列的程序設計準則，有利于提高代碼效率。應該指出，這些準則基本上是基于MSP430系列的硬件結構特點(diǎn)而提出的。

1.位域類(lèi)型的執行時(shí)很慢的，所以應當在僅僅為了節省數據存儲空間時(shí)才使用位域方式。如果用戶(hù)必須使用位域存儲，可以用char或unsigned int的位屏蔽操作來(lái)代替位域操作。

2.在模塊之外不使用的變量應當聲明為static，這樣在編譯時(shí)有可能使這些變量分配在寄存器中暫存，從而提高了代碼效率。

3.盡可能使用unsigned數據類(lèi)型。許多情況下，對unsigned數據類(lèi)型的操作，比對signed數據類(lèi)型的操作效率更高，尤其對于除法和求模運算更是如此。

4.程序設計中應該使用ANSI-C原型函數。對ANSI函數的調用比對K&S函數的調用效率更高。

5.MSP430系列單片機對16位數據類(lèi)型的操作效率最高。如：short、int、unsigned int類(lèi)型等。一般來(lái)說(shuō)，利用8位數據類(lèi)型可以節省數據的存儲空間，但這樣并不會(huì )減少程序代碼的存儲空間；而對于運用32位數據類(lèi)型，由于MSP320系列的結構并不直接支持，執行的效率是較低的。

6.標量自動(dòng)變量（scalar auto）通常分配在寄存器中，因此，只要有可能就應該用auto類(lèi)型而不用static類(lèi)型。

7.函數的頭兩個(gè)參數是用寄存器傳送的，因此，將參數傳遞給函數時(shí)，用參數方式常比用static變量效率更高。

8.復制結構和聯(lián)合數據類(lèi)型是開(kāi)銷(xiāo)很大的操作。應該盡量避免在程序運行中做結構和聯(lián)合的賦值操作，避免以結構和聯(lián)合數據類(lèi)型作為函數的參數，避免讓函數返回結構和聯(lián)合數據類(lèi)型。只要有可能，就應該采用指向結構和聯(lián)合的指針來(lái)實(shí)現上述的各種操作。

9.函數中聲明的無(wú)初值非標量自動(dòng)變量(結構、聯(lián)合和數組等)，會(huì )在程序運行中每次調用函數時(shí)作數據的復制操作。如果是常量，可以用static const存儲類(lèi)來(lái)避免發(fā)生這種情況。

此外，采用C程序調用匯編子程序的方法也是提高代碼效率的有效手段。

連接命令文件的作用

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使程序設計適合于用戶(hù)的目標系統。每一個(gè)項目都需要一個(gè)包含目標系統存儲器映射細節的連接命令文件。它的文件擴展名為.xcl，可以用文本編輯器來(lái)瀏覽其內容。

連接命令文件有基本相同的結構。以MSP430F149C.xcl為例。文件中含有大量的注釋行，以增加可讀性。實(shí)際起作用的命令行并不多。

首先用-c命令將cpu類(lèi)型定義為MSP430

-cMSP430

然后用一系列-Z命令以定義編譯器使用的存儲器段，分別定義了數據、堆棧、信息、代碼、中斷向量等功能區域，命令如下：

-Z(DATA)UDATA0,IDATA0,ECSTR=0200-09FF

-Z(DATA)CSTACK#0200-0A00

-Z(CODE)INFO=1000-10FF

-Z(CODE)CODE,CONST,CSTR,CDATA0,CCSTR=1100-FFDF

-Z(CODE)INTVEC=FFE0-FFFF

再用-e命令定義適合用戶(hù)的應用要求和空間限制的用于printf和scanf的底層輸入輸出函數，命令如下

-e_small_write=_formatted_write

-e_medium_read=_fomatted_read

最后，指明加載的C庫（運行時(shí)間庫文件），以適應不同CPU的差異，如是否含硬件乘法器等：

cl430ksm.r43

用戶(hù)可以直接從ICC430子目錄中選擇適合目標系統的連接命令文件，但是，為了更好的適應用戶(hù)的設計目標，也可以自行編輯修改連接命令文件。

C430的配置

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〉〉設定目標機型號的頭文件

根據目標機型號（例如MSP430F149）在源文件開(kāi)始添加如下語(yǔ)句：

#include MSP430X14X.h

這個(gè)文件包含具體MSP430目標機器中特殊功能寄存器的地址說(shuō)明。在后續的代碼編寫(xiě)中就可以直接使用寄存器的名稱(chēng)。MSP430X14X.h文件的內容可以在軟件的INC子目錄下找到。

1.存儲器的分配

通過(guò)連接命令文件，可以說(shuō)明目標系統硬件環(huán)境中的ROM和RAM的地址。連接的選項規定：

*ROM區域用于存儲函數、常數和初始化值

*RAM區域用于存儲堆棧和變量

*非易失RAM區可以通過(guò)no_init類(lèi)型修飾符和存儲器#pragma編譯命令來(lái)說(shuō)明將駐留變量。編譯器將這種變量放在獨立的no_init段中。它的地址范圍由用戶(hù)在非易失RAM區中指定。程序運行時(shí)系統不對這些變量作初始化。

2.堆棧體積

默認的是512Bytes，用了行命令:-Z(DATA)CSTACK+200

3.輸入輸出

*putchar和getchar是基礎函數，用于實(shí)現所有基于字符的I/O操作。為了使所有基于字符的I/O功能得以實(shí)現，用戶(hù)必須用硬件環(huán)境提供的工具來(lái)定義這兩個(gè)函數。

*printf和sprintf函數使用名為_(kāi)formatted_write的通用格式化函數。ANSI標準版本_formatted_write

體積非常大，而它所提供的功能在不少應用中并不需要。為了減少存儲器的開(kāi)銷(xiāo)，在標準C庫中提供了兩種可以替代的較小版本：

1)_medium_write

除了不支持浮點(diǎn)數之外，它與_formatted_write一樣。因此，如果使用%f,%g,%G,%e和%E說(shuō)明符將產(chǎn)生錯誤。_medium_write比_formatted_write小得多。

2）_small_write

與_medium_write接近，但是對int類(lèi)型只支持%%,%d,%o,%c,%s和%x說(shuō)明符，并且不支持位域和精度參數。_small_write大小約為_(kāi)formatted_write的10%—15%。

C430編譯器的默認版本就是_small_write:-e_small_write=_formatted_write

要選擇完整的ANSI版本，可以刪除這一行。

*簡(jiǎn)化printf

有時(shí)為了支持特殊輸出格式的需求，或支持非標準輸出設備的需求，必須訂制特殊的輸出子程序。文件imwri.c中提供了高度簡(jiǎn)化的printf函數的源文件，其中不包含sprintf。這一源程序版本可以按照用戶(hù)要求加以修改，然后把編譯好的模塊加入庫中，代替原有的模塊。

*scanf和sscanf

與printf和sprintf相似，scanf和sscanf使用名為_(kāi)formatted_read的通用格式化函數。ANSI標準版本_formatted_read體積非常大，而它所提供的功能在不少應用中并不需要。為了減少存儲器的開(kāi)銷(xiāo)，在標準C庫中同樣也提供了體積較小的版本：_medium_read。除了不支持浮點(diǎn)數之外，它與_formatted_read功能一樣，但是_medium_read比_formatted_read要小得多。

C430的默認版本是_medium_read。

4.硬件與存儲器初始化

創(chuàng )建cstartup.r43的目標模塊文件，然后用戶(hù)應當在連接命令文件中使用下列命令，使XLINK引用用戶(hù)定義的CSTARTUP模塊來(lái)代替庫中的模塊：

-A cstartup

-C library

在Workbench中，可以將修改后的cstartup文件加到用戶(hù)的項目中，并在連接命令文件中的library之前加上-C命令。

其它關(guān)鍵詞

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目標(target) 組(group) 源文件(source file)

硬件乘法器(hardware multiplier) 硬件仿真器(flash emulation tool)

軟件模擬調試(simulator) 硬件斷點(diǎn)（全速）/虛擬斷點(diǎn)(virtual breakpoint)（單步）/系統斷點(diǎn)