8位單片機(jī)的程序優(yōu)化11條
加入技術(shù)交流群
一個提高代碼效率的最基本的方式就是減小變量的長度。使用 C 編程時，我們都習(xí)慣于對循環(huán)控制變量使用 int 類型，這對 8 位的單片機(jī)來說是一種極大的浪費，你應(yīng)該仔細(xì)考慮你所聲明的變量值可能的范圍，然后選擇合適的變量類型，很明顯，經(jīng)常使用的變量應(yīng)該是unsigned char，只占用一個字節(jié)。
2 使用無符號類型
為什么要使用無符號類型呢？原因是8051不支持符號運算，程序中也不要使用含有帶符號變量的外部代碼，除了根據(jù)變量長度來選擇變量類型外，你還要考慮是否變量是否會用于負(fù)數(shù)的場合。如果你的程序中可以不需要負(fù)數(shù)那么把變量都定義成無符號類型的。
3 避免使用浮點指針
在 8 位操作系統(tǒng)上使用 32 位浮點數(shù)是得不償失的。你可以這樣做，但會浪費大量的時間，所以當(dāng)你要在系統(tǒng)中使用浮點數(shù)的時候，你要問問自己這是否一定需要，可以通過提高數(shù)值數(shù)量級和使用整型運算來消除浮點指針，處理ints和longs比處理doubles和floats要方便得多，你的代碼執(zhí)行起來會更快，也不用連接處理浮點指針的模塊。如果你一定要，采用浮點指針的話，你應(yīng)該采用西門子 80517 和達(dá)拉斯半導(dǎo)體公司的 80320 這些已經(jīng)對數(shù)，處理進(jìn)行過優(yōu)化的單片機(jī)。如果你不得不在你的代碼中加入浮點指針，那么你的代碼長度會增加程序執(zhí)行速度也會比較慢。如果浮點指針運算能被中斷的話，你必須確保要么中斷中不會使用浮點指針運算，要么在中斷程序前使用 fpsave 指令把中斷指針推入堆棧，在中斷程序執(zhí)行后使用 fprestore 指令把指針恢復(fù)，還有一種方法是，當(dāng)你要使用像 sin()這樣的浮點運算程序時,禁止使用中斷，在運算程序執(zhí)行完之后再使能它。
4 使用位變量
對于某些標(biāo)志位應(yīng)使用位變量而不是 unsigned char，這將節(jié)省你的內(nèi)存，你不用多浪費7位存儲區(qū)，而且位變量在RAM中訪問他們只需要一個處理周期。
5 用局部變量代替全局變量
把變量定義成局部變量比全局變量更有效率，編譯器為局部變量在內(nèi)部存儲區(qū)中分配存儲空間，而為全局變量在外部存儲區(qū)中分配存儲空間，這會降低你的訪問速度，另一個避免使用全局變量的原因是你必須在你系統(tǒng)的處理過程中調(diào)節(jié)使用全局變量，因為在中斷系統(tǒng)和多任務(wù)系統(tǒng)中，不止一個過程會使用全局變量。
6 為變量分配內(nèi)部存儲區(qū)
局部變量和全局變量可被定義在你想要的存儲區(qū)中，根據(jù)先前的討論,當(dāng)你把經(jīng)常使用的變量放在內(nèi)部 RAM 中時,可使你的程序的速度得到提高,除此之外,你還縮短了你的代碼,因為外部存儲區(qū)尋址的指令相對要麻煩一些考慮到存儲速度，按下面的順序使用存儲器DATA IDATA PDATA XDATA，當(dāng)然你要記得留出足夠的堆?？臻g。
7 使用特定指針
當(dāng)你在程序中使用指針時，你應(yīng)指定指針的類型確定它們指向哪個區(qū)域如 XDATA 或CODE 區(qū)，這樣你的代碼會更加緊湊，因為編譯器不必去確定指針?biāo)赶虻拇鎯^(qū)，因為你已經(jīng)進(jìn)行了說明。
8 使用調(diào)令
對于一些簡單的操作，如變量循環(huán)位移，編譯器提供了一些調(diào)令供用戶使用，許多調(diào)令直接對應(yīng)著匯編指令，而另外一些比較復(fù)雜并兼容 ANSI 所有這些調(diào)令都是再入函數(shù)，你可在任何地方安全的調(diào)用他們和單字節(jié)循環(huán)位移指令 RL A 和 RR A 相對應(yīng)的調(diào)令是_crol_ 循環(huán)左移 和_cror_(循環(huán)右移)。如果你想對 int 或 long 類型的變量進(jìn)行循環(huán)位移，調(diào)令將更加復(fù)雜而且執(zhí)行的時間會更長 對于 int 類型調(diào)令為_irol_,_iror_ ,對于 long 類型調(diào)令為_lrol_,_lror_。在 C 中也提供了像匯編中 JBC 指令那樣的調(diào)令_testbit_ ，如果參數(shù)位置位他將返回1，否則將返回 0 這條調(diào)令在檢查標(biāo)志位時十分有用，而且使 C 的代碼更具有可讀性調(diào)令將直接轉(zhuǎn)換成 JBC 指令。
#include
void serial_intr(void) interrupt 4 {
if (!_testbit_(TI)) {
}
if (!_testbit_(RI)) {
}
}
void serial_intr(void) interrupt 4 {
if (!_testbit_(TI)) {
}
if (!_testbit_(RI)) {
}
}
8 使用宏替代函數(shù)
對于小段代碼，像使能某些電路或從鎖存器中讀取數(shù)據(jù)，你可通過使用宏來替代函數(shù)使得程序有更好的可讀性你可把代碼定義在宏中，這樣看上去更像函數(shù)。編譯器在碰到宏時，按照事先定義的代碼去替代宏，宏的名字應(yīng)能夠描述宏的操作，當(dāng)需要改變宏時，你只要修該宏定義處。
#define led_on() {
#define led_off() {
#define checkvalue(val)
宏能夠使得訪問多層結(jié)構(gòu)和數(shù)組更加容易，可以用宏來替代程序中經(jīng)常使用的復(fù)雜語句以減少你打字的工作量且有更好的可讀性和可維護(hù)性。
9 存儲器模式
C51提供了 3 種存儲器模式來存儲變量、過程參數(shù)和分配再入函數(shù)堆棧。你應(yīng)該盡量使用小存儲器模式，很少應(yīng)用系統(tǒng)需要使用其它兩種模式，像有大的再入函數(shù)堆棧系統(tǒng)那樣。一般來說如果系統(tǒng)所需要的內(nèi)存數(shù)小于內(nèi)部RAM 數(shù)時，都應(yīng)以小存儲模式進(jìn)行編譯。在這種模式下 DATA 段是所有內(nèi)部變量和全局變量的默認(rèn)存儲段，所有參數(shù)傳遞都發(fā)生在DATA 段中，如果有函數(shù)被聲明為再入函數(shù)，編譯器會在內(nèi)部 RAM 中為他們分配空間，這種模式的優(yōu)勢就是數(shù)據(jù)的存取速度很快，但只有120個字節(jié)的存儲空間供你使用，總共有128個字節(jié)，但至少有8個字節(jié)被寄存器組使用，你還要為程序調(diào)用開辟足夠的堆棧。如果你的系統(tǒng)有 256 字節(jié)或更少的外部 RAM 你可以使用壓縮存儲模式。這樣一來，如果不加說明，變量將被分配在 PDATA 段中，這種模式將擴(kuò)充你能夠使用的 RAM 數(shù)量，對XDATA 段以外的數(shù)據(jù)存儲仍然是很快的，變量的參數(shù)傳遞將在內(nèi)部 RAM 中進(jìn)行，這樣存儲速度會比較快，對 PDATA 段的數(shù)據(jù)的尋址是通過 R0 和R1進(jìn)行間接尋址，比使用 DPTR 要快一些在大存儲模式中，所有變量的默認(rèn)存儲區(qū)是 XDATA 段 Keil C 盡量使用內(nèi)部寄存器組進(jìn)行參數(shù)傳遞，在寄存器組中可以傳遞參數(shù)的數(shù)量和和壓縮存儲模式一樣，再入函數(shù)的模擬棧將在 XDATA中 對 XDATA 段數(shù)據(jù)的訪問是最慢的，所以要仔細(xì)考慮變量應(yīng)存儲的位置使數(shù)據(jù)的存儲速度得到優(yōu)化。
10 混合存儲模式
Keil 允許使用混合的存儲模式，這點在大存儲模式中是非常有用的。在大存儲器模式下，有些過程對數(shù)據(jù)傳遞的速度要求很高。我就把過程定義在小存儲模式寄存器中，這使得編譯器為該過程的局部變量在內(nèi)部 RAM中分配存儲空間，并保證所有參數(shù)都通過內(nèi)部 RAM進(jìn)行傳遞。盡管采用混合模式后編譯的代碼長度不會有很大的改變，但這種努力是值得的就像能在大模式下把過程聲明為小模式一樣，你像能在小模式下把過程聲明為壓縮?；虼竽Ｊ?，這一般使用在需要大量存儲空間的過程上，這樣過程中的局部變量將被存儲在外部存儲區(qū)中，你也可以通過過程中的變量聲明，把變量分配在 XDATA 段中。
11 運行庫
運行庫中提供了很多短小精悍的函數(shù)，你可以很方便的使用他們，你自己很難寫出更好的代碼了。值得注意的是庫中有些函數(shù)不是再入函數(shù)，如果在執(zhí)行這些函數(shù)的時候被中斷，而在中斷程序中又調(diào)用了該函數(shù)，將得到意想不到的結(jié)果。而且這種錯誤很難找出來，最好禁止使用這些函數(shù)的中斷。
評論