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如何優(yōu)化AVR C語言代碼(程序員必讀)

作者: 時間:2016-11-10 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
1、選擇合適的算法和計算機書籍上都有介紹。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(zhí)行的效率。.選擇一種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也很重要,比如你在一堆隨機存
放的數(shù)中使用了大量的插入和刪除指令,那使用鏈表要快得多。
數(shù)組與指針語句具有十分密碼的關(guān)系,一般來說,指針比較靈活簡潔,而數(shù)組則比
較直觀,容易理解。對于大部分的編譯器,使用指針比使用數(shù)組生成的代碼更短,
執(zhí)行效率更高。但是在Keil中則相反,使用數(shù)組比使用的指針生成的代碼更短。。


3、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
整型(int)變量來定義;能夠使用
整型變量定義的變量就不要用長整型(long int),能不使用浮點型(float)變量就
不要使用浮點型變量。當(dāng)然,在定義變量后不要超過變量的作用范圍,如果超過變
量的范圍賦值,C編譯器并不報錯,但程序運行結(jié)果卻錯了,而且這樣的錯誤很難
發(fā)現(xiàn)。
在ICCAVR中,可以在Options中設(shè)定使用printf參數(shù),盡量使用基本型參數(shù)(%c、
%d、%x、%X、%u和%s格式說明符),少用長整型參數(shù)(%ld、%lu、%lx和%lX格式說明
符),至于浮點型的參數(shù)(%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(shù),會使生成的代碼的數(shù)量增加很多,執(zhí)行速度降低。

4、使用自加、自減指令
通常使用自加、自減指令和復(fù)合賦值表達(dá)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之類的指令,而使用a=a+1或a=a-1之類
的指令,有很多C編譯器都會生成二到三個字節(jié)的指令。在AVR單片適用的ICCAVR、
GCCAVR、IAR等C編譯器以上幾種書寫方式生成的代碼是一樣的,也能夠生成高質(zhì)量
的inc和dec之類的的代碼。

5、減少運算的強度
可以使用運算量小但功能相同的表達(dá)式替換原來復(fù)雜的的表達(dá)式。如下:
(1)、求余運算。
a=a%8;
可以改為:
a=a&7;
說明:位操作只需一個指令周期即可完成,而大部分的C編譯器的“%”運算均是調(diào)
用子程序來完成,代碼長、執(zhí)行速度慢。通常,只要求是求2n方的余數(shù),均可使用
位操作的方法來代替。

(2)、平方運算
a=pow(a,2.0);
可以改為:
a=a*a;
說明:在有內(nèi)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
,因為浮點數(shù)的求平方是通過調(diào)用子程序來實現(xiàn)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個時鐘周期就可以完成。既使是在沒有內(nèi)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(zhí)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)、用移位實現(xiàn)乘除法運算
a=a*4;
b=b/4;
可以改為:
a=a<<2;
b=b>>2;
說明: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(shù)或除以任何數(shù),均調(diào)用乘除法
子程序。用移位的方法得到代碼比調(diào)用乘除法子程序生成的代碼效率高。實際上,
只要是乘以或除以一個整數(shù),均可以用移位的方法得到結(jié)果,如:
a=a*9
可以改為:
a=(a<<3)+a

6、循環(huán)
(1)、循環(huán)語
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(dá)式、函數(shù)的調(diào)用、指針運算、數(shù)組訪問等,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init的初始化程序中進(jìn)行。

(2)、延時函數(shù):
通常使用的延時函數(shù)均采用自加的形式:
void delay (void)
{
unsigned int i;
for (i=0;i<1000;i++)
;
}
將其改為自減延時函數(shù):
void delay (void)
{
unsigned int i;
for (i=1000;i>0;i--)
;
}
兩個函數(shù)的延時效果相似,但幾乎所有的C編譯對后一種函數(shù)生成的代碼均比前一
種代碼少1~3個字節(jié),因為幾乎所有的MCU均有為0轉(zhuǎn)移的指令,采用后一種方式能
夠生成這類指令。
在使用while循環(huán)時也一樣,使用自減指令控制循環(huán)會比使用自加指令控制循環(huán)生
成的代碼更少1~3個字母。
但是在循環(huán)中有通過循環(huán)變量“i”讀寫數(shù)組的指令時,使用預(yù)減循環(huán)時有可能使
數(shù)組超界,要引起注意。

(3)while循環(huán)和do…while循環(huán)
用while循環(huán)時有以下兩種循環(huán)形式:
unsigned int i;
i=0;
while (i<1000)
{
i++;
//用戶程序
}
或:
unsigned int i;
i=1000;
do
i--;
//用戶程序
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度短于while循環(huán)。

7、查表
在程序中一般不進(jìn)行非常復(fù)雜的運算,如浮點數(shù)的乘除及開方等,以及一些復(fù)雜的
數(shù)學(xué)模型的插補運算,對這些即消耗時間又消費資源的運算,應(yīng)盡量使用查表的方
式,并且將數(shù)據(jù)表置于程序存儲區(qū)。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(zhí)行過程中重復(fù)計算的工作量。

8、其它
比如使用在線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


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