1、采用短變量
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 位的單片機來說是一種極大的浪費,你應(yīng)該仔細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數(shù)的場合。如果你的程序中可以不需要負數(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 和達拉斯半導(dǎo)體公司的 80320 這些已經(jīng)對數(shù),處理進行過優(yōu)化的單片機。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)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 位的單片機來說是一種極大的浪費,你應(yīng)該仔細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
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
9、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() {\led_state=LED_ON; \XBYTE[LED_CNTRL] = 0x01;}#define led_off() {\led_state=LED_OFF; \XBYTE[LED_CNTRL] = 0x00;}#define checkvalue(val) \( (val < MINVAL || val > MAXVAL) ? 0 : 1 )
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性。
10、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。
11、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模或大模式,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。
12、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。
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原文標(biāo)題:8位單片機的程序優(yōu)化
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