AVR單片機C語(yǔ)言編程技巧

AVR單片機C語(yǔ)言編程技巧

1、選擇合適的算法和數據結構應該熟悉算法語(yǔ)言，知道各種算法的優(yōu)缺點(diǎn)，具體資料請參見(jiàn)相應的參考資料，有很多計算機書(shū)籍上都有介紹。將比較慢的順序查找法用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、合并排序或根排序代替，都可以大大提高程序執行的效率。.選擇一種合適的數據結構也很重要，比如你在一堆隨機存放的數中使用了大量的插入和刪除指令，那使用鏈表要快得多。數組與指針語(yǔ)句具有十分密碼的關(guān)系，一般來(lái)說(shuō)，指針比較靈活簡(jiǎn)潔，而數組則比較直觀(guān)，容易理解。對于大部分的編譯器，使用指針比使用數組生成的代碼更短，執行效率更高。但是在Keil中則相反，使用數組比使用的指針生成的代碼更短。。

2、使用盡量小的數據類(lèi)型能夠使用字符型(char)定義的變量，就不要使用整型(int)變量來(lái)定義;能夠使用整型變量定義的變量就不要用長(cháng)整型(long int)，能不使用浮點(diǎn)型(float)變量就不要使用浮點(diǎn)型變量。當然，在定義變量后不要超過(guò)變量的作用范圍，如果超過(guò)變量的范圍賦值，C編譯器并不報錯，但程序運行結果卻錯了，而且這樣的錯誤很難發(fā)現。在ICCAVR中，可以在Options中設定使用printf參數，盡量使用基本型參數(%c、 %d、%x、%X、%u和%s格式說(shuō)明符)，少用長(cháng)整型參數(%ld、%lu、%lx和%lX格式說(shuō)明符)，至于浮點(diǎn)型的參數(%f)則盡量不要使用，其它C編譯器也一樣。在其它條件不變的情況下，使用%f參數，會(huì )使生成的代碼的數量增加很多，執行速度降低。 3、使用自加、自減指令通常使用自加、自減指令和復合賦值表達式(如a-=1及a+=1等)都能夠生成高質(zhì)量的程序代碼，編譯器通常都能夠生成inc和dec之類(lèi)的指令，而使用a=a+1或a=a-1之類(lèi)的指令，有很多C編譯器都會(huì )生成二到三個(gè)字節的指令。在A(yíng)VR單片適用的ICCAVR、 GCCAVR、IAR等C編譯器以上幾種書(shū)寫(xiě)方式生成的代碼是一樣的，也能夠生成高質(zhì)量的inc和dec之類(lèi)的的代碼。

4、減少運算的強度可以使用運算量小但功能相同的表達式替換原來(lái)復雜的的表達式。如下： (1)、求余運算。 a=a%8; 可以改為： a=a7; 說(shuō)明：位操作只需一個(gè)指令周期即可完成，而大部分的C編譯器的“%”運算均是調用子程序來(lái)完成，代碼長(cháng)、執行速度慢。通常，只要求是求2n方的余數，均可使用位操作的方法來(lái)代替。 (2)、平方運算 a=pow(a,2.0); 可以改為： a=a*a; 說(shuō)明：在有內置硬件乘法器的單片機中(如51系列)，乘法運算比求平方運算快得多，因為浮點(diǎn)數的求平方是通過(guò)調用子程序來(lái)實(shí)現的，在自帶硬件乘法器的AVR單片機中，如ATMega163中，乘法運算只需2個(gè)時(shí)鐘周期就可以完成。既使是在沒(méi)有內置硬件乘法器的AVR單片機中，乘法運算的子程序比平方運算的子程序代碼短，執行速度快。如果是求3次方，如： a=pow(a,3.0); 更改為： a=a*a*a;則效率的改善更明顯。 (3)、用移位實(shí)現乘除法運算 a=a*4; b=b/4; 可以改為： a=a2; b=b>>2; 說(shuō)明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。在ICCAVR中，如果乘以2n，都可以生成左移的代碼，而乘以其它的整數或除以任何數，均調用乘除法子程序。用移位的方法得到代碼比調用乘除法子程序生成的代碼效率高。實(shí)際上，只要是乘以或除以一個(gè)整數，均可以用移位的方法得到結果，如： a=a*9 可以改為： a=(a3)+a

5、循環(huán) (1)、循環(huán)語(yǔ)對于一些不需要循環(huán)變量參加運算的任務(wù)可以把它們放到循環(huán)外面，這里的任務(wù)包括表達式、函數的調用、指針運算、數組訪(fǎng)問(wèn)等，應該將沒(méi)有必要執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。 (2)、延時(shí)函數：通常使用的延時(shí)函數均采用自加的形式： void delay (void) { unsigned int i; for (i=0;i1000;i++) ; } 將其改為自減延時(shí)函數： void delay (void) { unsigned int i; for (i=1000;i>0;i--) ; } 兩個(gè)函數的延時(shí)效果相似，但幾乎所有的C編譯對后一種函數生成的代碼均比前一種代碼少1~3個(gè)字節，因為幾乎所有的MCU均有為0轉移的指令，采用后一種方式能夠生成這類(lèi)指令。在使用while循環(huán)時(shí)也一樣，使用自減指令控制循環(huán)會(huì )比使用自加指令控制循環(huán)生成的代碼更少1~3個(gè)字母。但是在循環(huán)中有通過(guò)循環(huán)變量“i”讀寫(xiě)數組的指令時(shí)，使用預減循環(huán)時(shí)有可能使數組超界，要引起注意。 (3)while循環(huán)和do…while循環(huán)用while循環(huán)時(shí)有以下兩種循環(huán)形式： unsigned int i; i=0; while (i1000) { i++; //用戶(hù)程序 } 或： unsigned int i; i=1000; do i--; //用戶(hù)程序 while (i>0); 在這兩種循環(huán)中，使用do…while循環(huán)編譯后生成的代碼的長(cháng)度短于while循環(huán)。

6、查表在程序中一般不進(jìn)行非常復雜的運算，如浮點(diǎn)數的乘除及開(kāi)方等，以及一些復雜的數學(xué)模型的插補運算，對這些即消耗時(shí)間又消費資源的運算，應盡量使用查表的方式，并且將數據表置于程序存儲區。如果直接生成所需的表比較困難，也盡量在啟了，減少了程序執行過(guò)程中重復計算的工作量。

7、其它比如使用在線(xiàn)匯編及將字符串和一些常量保存在程序存儲器中，均有利于優(yōu)化。