学习如何高效率编写单片机代码，优化程序设计

1、 使用尽量小的数据类型

能用unsiged就不用signed；能用char就不用int；能不用floating就不用；能用位操作不用算数。

 

2、使用自加、自减指令

通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式(如a-=1 及a+=1 等)都能够生成高质量的程序代码，编译器通常都能够生成inc 和dec 之类的指令，而使用a=a+1 或a=a-1 之类的指令，有很多C 编译器都会生成二到三个字节的指令。

 

3、减少运算的强度

可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。

(1) 求余运算(条件是除数必须是2的n次幂才行)

N= N %8 可以改为N = N &7

9%8=1
1001 & （1000 - 1）
=1001 & 0111
=1 // 1001是9的二进制表示，1000是8的二进制表示，8(2的3次幂)

说明：位操作只需一个指令周期即可完成，而大部分的C 编译器的“%”运算均是调用子程序来完成，代码长、执行速度慢。通常，只要求是求2n 方的余数，均可使用位操作的方法来代替。

 

(2) 平方运算

N=Pow(3,2) 可以改为N=3*3

说明：在有内置硬件乘法器的单片机中(如51 系列)，乘法运算比求平方运算快得多, 因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的，乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短，执行速度快。

 

(3) 用位移代替乘法除法

N=M*8 可以改为N=M<<3，N=M/8 可以改为N=M>>3

说明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。如果乘以2n，都可以生成左移的代码，而乘以其它的整数或除以任何数，均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上，只要是乘以或除以一个整数，均可以用移位的方法得到结果。

如N=M*9可以改为N=(M<<3)+M;

 

 

（4）函数和宏函数的区别

宏函数占用了大量的空间，而函数占用了时间。函数调用是要使用系统的栈来保存数据的，如果编译器里有栈检查选项，一般在函数的头会嵌入一些汇编语句对当前栈进行检查；同时，CPU也要在函数调用时保存和恢复当前的现场，进行压栈和弹栈操作，所以，函数调用需要一些CPU时间。而宏函数不存在这个问题。宏函数仅仅作为预先写好的代码嵌入到当前程序，不会产生函数调用，所以仅仅是占用了空间，在频繁调用同一个宏函数的时候，该现象尤其突出。

 

 

4、循环

(1)、循环语

对于一些不需要循环变量参加运算的任务可以把它们放到循环外面，这里的任务包括表达式、函数的调用、指针运算、数组访问等，应该将没有必要执行多次的操作全部集合在一起，放到一个init的初始化程序中进行。

(2)、延时函数：

通常使用的延时函数均采用自加的形式：

两个函数的延时效果相似，但几乎所有的C编译对后一种函数生成的代码均比前一种代码少1~3个字节，因为几乎所有的MCU均有为0转移的指令，采用后一种方式能够生成这类指令。在使用while循环时也一样，使用自减指令控制循环会比使用自加指令控制循环生成的代码更少1~3个字母。但是在循环中有通过循环变量"i"读写数组的指令时，使用预减循环时有可能使数组超界，要引起注意。

(3)while循环和do…while循环

用while循环时有以下两种循环形式：

在这两种循环中，使用do…while循环编译后生成的代码的长度短于while循环。

 

5、其它

比如使用在线汇编及将字符串和一些常量保存在程序存储器中，均有利于优化。

 

 6、i++ 和++i 的区别

void test1(void)
{
    int i,x;
    i = 1;
    x = 1;
    x = i++;                     //先让x变成i的值1，再让i加1
    printf("test1 x:%d\r\n", x);     //x=1
    printf("test1 i:%d\r\n", i);     //i=2
}

void test2(void)
{
    int i,x;
    i = 1;
    x = 1;
    x = ++i;                            //先让i加1, 再让x变成i的值2
    printf("test2 x:%d\r\n", x);    //x=2
    printf("test2 i:%d\r\n", i);    //i=2
}