編寫單片機C語言代碼的技巧和經(jīng)驗

時間：2025-08-21 10:35:09 C語言

　　C語言的設計目標是提供一種能以簡易的方式編譯、處理低級存儲器、產(chǎn)生少量的機器碼以及不需要任何運行環(huán)境支持便能運行的編程語言。那么編寫單片機C語言代碼的技巧和經(jīng)驗都有哪些呢。以下僅供參考！

　　具體如下：

　　1、如果可以的話少用庫函數(shù)，便于不同的mcu和編譯器間的移植

　　2、選擇合適的算法和數(shù)據(jù)結構

　　應該熟悉算法語言，知道各種算法的優(yōu)缺點，具體資料請參見相應的參考資料，有很多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)結構也很重要，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、自減指令和復合賦值表達式(如a-=1及a+=1等)都能夠生成高質量的程序代碼，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式替換原來復雜的的表達式。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可以把它們放到循環(huán)外面，這里的任務包括表達式、函數(shù)的調用、指針運算、數(shù)組訪問等，應該將沒有必要執(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++;

　　/pic/p>

　　}

　　或：

　　unsigned int i;

　　i=1000;

　　i--;

　　/pic/p>

　　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

　　在程序中一般不進行非常復雜的運算，如浮點數(shù)的乘除及開方等，以及一些復雜的數(shù)學模型的插補運算，對這些即消耗時間又消費資源的運算，應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)行過程中重復計算的工作量。

　　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

　　C語言宏定義技巧(常用宏定義)

　　寫好C語言，漂亮的宏定義很重要，使用宏定義可以防止出錯，提高可移植性，可讀性，方便性等等。下面列舉一些成熟軟件中常用得宏定義。。。。。。

　　CODE:

　　1，防止一個頭文件被重復包含

　　#ifndef COMDEF_H

　　#define COMDEF_H

　　/pic/p>

　　#endif

　　2，重新定義一些類型，防止由于各種平臺和編譯器的不同，而產(chǎn)生的類型字節(jié)數(shù)差異，方便移植。

　　typedef unsigned char boolean; /* Boolean value type. */

　　typedef unsigned long int uint32; /* Unsigned 32 bit value */