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如何写出高效的单片机C语言程序代码

作者： 时间：2016-11-27 来源：网络
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结果：数组a存储的内容是1、2、3、4、5。
例子4：在大端模式下(8051系列单片机是大端模式)将含有位域的结构体赋给无符号字节整型值
方法1：逐位赋值。
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;
结果：a=0x3C
方法2：强制转换。
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
结果：a=0x3C
例子5：在大端模式下(8051系列单片机是大端模式)将无符号字节整型值赋给含有位域的结构体。
方法1：逐位赋值。
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：强制转换。
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.减少函数调用参数
使用全局变量比函数传递参数更加有效率。这样做去除了函数调用参数入栈和函数完成后参数出栈所
需要的时间。然而决定使用全局变量会影响程序的模块化和重入，故要慎重使用。

13.switch语句中根据发生频率来进行case排序
switch语句是一个普通的编程技术，编译器会产生if-else-if的嵌套代码，并按照顺序进行比较，
发现匹配时，就跳转到满足条件的语句执行。使用时需要注意。每一个由机器语言实现的测试和跳转仅仅
是为了决定下一步要做什么，就把宝贵的处理器时间耗尽。为了提高速度，没法把具体的情况按照它们发
生的相对频率排序。换句话说，把最可能发生的情况放在第一位，最不可能的情况放在最后。

14.将大的switch语句转为嵌套switch语句
当switch语句中的case标号很多时，为了减少比较的次数，明智的做法是把大switch语句转为嵌
套switch语句。把发生频率高的case标号放在一个switch语句中，并且是嵌套switch语句的最外
层，发生相对频率相对低的case标号放在另一个switch语句中。比如，下面的程序段把相对发生频率
低的情况放在缺省的case标号内。
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;
}
可以改为
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语句等同于if-else-if的嵌套代码，如果大的if语句同样要转换为嵌套的if语句。
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.函数指针妙用
当switch语句中的case标号很多时，或者if语句的比较次数过多时，为了提高程序执行速度，
可以运用函数指针来取代switch或if语句的用法,这些用法可以参考电子菜单实验代码、USB实验代码
和网络实验代码。
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;
}
可以改为
UINT8ucCurTask=1;
voidTask1(void);
voidTask2(void);
voidTask3(void);
voidTask4(void);
……………
voidTask16(void);
void(*szTaskTbl)[16])(void)={Task1,Task2,Task3,Task4,…,Task16};
调用方法1：(*szTaskTbl[ucCurTask])();
调用方法2：szTaskTbl[ucCurTask]();

16.循环嵌套
循环在编程中经常用到的，往往会出现循环嵌套。现在就已for循环为例。
UINT8i,j;
for(i=0;i<255;i++)
{
for(j=0;j<25;j++)
{
………………
}
}
较大的循环嵌套较小的循环编译器会浪费更加多的时间，推荐的做法就是较小的循环嵌套较大的循环。
UINT8i,j;
for(j=0;j<25;j++)
{
for(i=0;i<255;i++)
{
………………
}
}

17.内联函数
在C++中，关键字inline可以被加入到任何函数的声明中。这个关键字请求编译器用函数内部的代
码替换所有对于指出的函数的调用。这样做在两个方面快于函数调用。这样做在两个方面快于函数调用：
第一，省去了调用指令需要的执行时间；第二，省去了传递变元和传递过程需要的时间。但是使用这种方
法在优化程序速度的同时，程序长度变大了，因此需要更多的ROM。使用这种优化在inline函数频繁调
用并且只包含几行代码的时候是最有效的。
如果编译器允许在C语言编程中能够支持inline关键字，注意不是C++语言编程，而且单片机的ROM
足够大，就可以考虑加上inline关键字。支持inline关键字的编译器如ADS1.2，RealViewMDK等。

18.从编译器着手
很多编译器都具有偏向于代码执行速度上的优化、代码占用空闲太小的优化。例如Keil开发环境编
译时可以选择偏向于代码执行速度上的优化（FavorSpeed）还是代码占用空间太小的优化（Favor
Size）。还有其他基于GCC的开发环境一般都会提供-O0、-O1、-O2、—O3、-Os的优化选项，而使用
-O2的优化代码执行速度上最理想，使用-Os优化代码占用空间大小最小。

19.嵌入汇编---杀手锏
汇编语言是效率最高的计算机语言，在一般项目开发当中一般都采用C语言来开发的，因为嵌入汇编
之后会影响平台的移植性和可读性，不同平台的汇编指令是不兼容的。但是对于一些执着的程序员要求程
序获得极致的运行的效率，他们都在C语言中嵌入汇编，即“混合编程”。
注意：如果想嵌入汇编，一定要对汇编有深刻的了解。不到万不得已的情况，不要使用嵌入汇编。
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关键词： 单片机C语言程序代

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