单片机程序编写优化
时间:11-10
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0xa56a, 0xb54b, 0x8528, 0x9509, 0xe5ee, 0xf5cf, 0xc5ac, 0xd58d,
0x3653, 0x2672, 0x1611, 0x0630, 0x76d7, 0x66f6, 0x5695, 0x46b4,
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0x6ca6, 0x7c87, 0x4ce4, 0x5cc5, 0x2c22, 0x3c03, 0x0c60, 0x1c41,
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0x02b1, 0x1290, 0x22f3, 0x32d2, 0x4235, 0x5214, 0x6277, 0x7256,
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0xfd2e, 0xed0f, 0xdd6c, 0xcd4d, 0xbdaa, 0xad8b, 0x9de8, 0x8dc9,
0x7c26, 0x6c07, 0x5c64, 0x4c45, 0x3ca2, 0x2c83, 0x1ce0, 0x0cc1,
0xef1f, 0xff3e, 0xcf5d, 0xdf7c, 0xaf9b, 0xbfba, 0x8fd9, 0x9ff8,
0x6e17, 0x7e36, 0x4e55, 0x5e74, 0x2e93, 0x3eb2, 0x0ed1, 0x1ef0
};
UINT16 CRC16CheckFromTbl(UINT8 *buf,UINT8 len)
{
UINT16 i;
UINT16 uncrcReg = 0, uncrcConst = 0xffff;
for(i = 0;i < len;i ++)
{
uncrcReg = (uncrcReg < 8) ^ szCRC16Tbl[(((uncrcConst ^ uncrcReg) >> 8)
^ *buf++) & 0xFF];
uncrcConst <= 8;
}
return uncrcReg;
}
如果系统要求实时性比较强,在CRC16 循环冗余校验当中,推荐使用查表法,以空间换时间。
8. 宏函数取代函数
首先不推荐所有函数改为宏函数,以免出现不必要的错误。但是一些基本功能的函数很有必要使用宏
函数来代替。
UINT8 Max(UINT8 A,UINT8 B)
{
return (A>B?A:B)
}
可以改为
#define MAX(A,B) {(A)>(B)?(A):(B)}
说明:函数和宏函数的区别就在于,宏函数占用了大量的空间,而函数占用了时间。大家要知道的是,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。
9. 适当地使用算法
假如有一道算术题,求1~100 的和。
作为程序员的我们会毫不犹豫地点击键盘写出以下的计算方法:
UINT16 Sum(void)
{
UINT8 i,s;
for(i=1;i<=100;i++)
{
s+=i;
}
return s;
}
很明显大家都会想到这种方法,但是效率方面并不如意,我们需要动脑筋,就是采用数学算法解决问题,
使计算效率提升一个级别。
UINT16 Sum(void)
{
UINT16 s;
s=(100 *(100+1))>>1;
return s;
}
结果很明显,同样的结果不同的计算方法,运行效率会有大大不同,所以我们需要最大限度地通过数
学的方法提高程序的执行效率。
10. 用指针代替数组
在许多种情况下,可以用指针运算代替数组索引,这样做常常能产生又快又短的代码。与数组索引相
比,指针一般能使代码速度更快,占用空间更少。使用多维数组时差异更明显。下面的代码作用是相同的,
但是效率不一样。
UINT8 szArrayA[64];
UINT8 szArrayB[64];
UINT8 i;
UINT8 *p=szArray;
for(i=0;i<64;i++)szArrayB=szArrayA;
for(i=0;i<64;i++)szArrayB=*p++;
指针方法的优点是,szArrayA 的地址装入指针p 后,在每次循环中只需对p 增量操作。在数组索引
方法中,每次循环中都必须进行基于i 值求数组下标的复杂运算。
11. 强制转换
C 语言精髓第一精髓就是指针的使用,第二精髓就是强制转换的使用,恰当地利用指针和强制转换不但
可以提供程序效率,而且使程序更加之简洁,由于强制转换在C 语言编程中占有重要的地位,下面将已五
个比较典型的例子作为讲解。
例子1:将带符号字节整型转换为无符号字节整型
UINT8 a=0;
INT8 b=-3;
a=(UINT8)b;
例子2:在大端模式下(8051 系列单片机是大端模式),将数组a[2]转化为无符号16 位整型值。
方法1:采用位移方法。
UINT8 a[2]={0x12,0x34};
UINT16 b=0;
b=(a[0]<8)|a[1];
结果:b=0x1234
方法2:强制类型转换。
UINT8 a[2]={0x12,0x34};
UINT16 b=0;
b= *(UINT16 *)a; //强制转换
结果:b=0x1234
例子3:保存结构体数据内容。
方法1:逐个保存。
typedef struct _ST
{
UINT8 a;
UINT8 b;
UINT8 c;
UINT8 d;
UINT8 e;
}ST;
ST s;
UINT8 a[5]={0};
s.a=1;
s.b=2;
s.c=3;
s.d=4;
s.e=5;
a[0]=s.a;
a[1]=s.b;
a[2]=s.c;
a[3]=s.d;
a[4]=s.e;
结果:数组a 存储的内容是1、2、3、4、5。
方法2:强制类型转换。
typedef struct _ST
{
UINT8 a;
UINT8 b;
UINT8 c;
UINT8 d;
UINT8 e;
}ST;
ST s;
UINT8 a[5]={0};
UINT8 *p=(UINT8 *)&s;//强制转换
UINT8 i=0;
s.a=1;
s.b=2;
s.c=3;
s.d=4;
s.e=5;
for(i=0;i {
a=*p++;
}
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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
Byte2Bits._bit7=0;
Byte2Bits._bit6=0;
Byte2Bits._bit5=1;
Byte2Bits._bit4=1;
Byte2Bits._bit3=1;
Byte2Bits._bit2=1;
Byte2Bits._bit1=0;
Byte2Bits._bit0=0;
UINT8 a=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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
Byte2Bits._bit7=0;
Byte2Bits._bit6=0;
Byte2Bits._bit5=1;
Byte2Bits._bit4=1;
Byte2Bits._bit3=1;
Byte2Bits._bit2=1;
Byte2Bits._bit1=0;
Byte2Bits._bit0=0;
UINT8 a=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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
UINT8 a=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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
UINT8 a=0x3C;
Byte2Bits= *(BYTE2BITS *)&a;
12. 减少函数调用参数
使用
0xa56a, 0xb54b, 0x8528, 0x9509, 0xe5ee, 0xf5cf, 0xc5ac, 0xd58d,
0x3653, 0x2672, 0x1611, 0x0630, 0x76d7, 0x66f6, 0x5695, 0x46b4,
0xb75b, 0xa77a, 0x9719, 0x8738, 0xf7df, 0xe7fe, 0xd79d, 0xc7bc,
0x48c4, 0x58e5, 0x6886, 0x78a7, 0x0840, 0x1861, 0x2802, 0x3823,
0xc9cc, 0xd9ed, 0xe98e, 0xf9af, 0x8948, 0x9969, 0xa90a, 0xb92b,
0x5af5, 0x4ad4, 0x7ab7, 0x6a96, 0x1a71, 0x0a50, 0x3a33, 0x2a12,
0xdbfd, 0xcbdc, 0xfbbf, 0xeb9e, 0x9b79, 0x8b58, 0xbb3b, 0xab1a,
0x6ca6, 0x7c87, 0x4ce4, 0x5cc5, 0x2c22, 0x3c03, 0x0c60, 0x1c41,
0xedae, 0xfd8f, 0xcdec, 0xddcd, 0xad2a, 0xbd0b, 0x8d68, 0x9d49,
0x7e97, 0x6eb6, 0x5ed5, 0x4ef4, 0x3e13, 0x2e32, 0x1e51, 0x0e70,
0xff9f, 0xefbe, 0xdfdd, 0xcffc, 0xbf1b, 0xaf3a, 0x9f59, 0x8f78,
0x9188, 0x81a9, 0xb1ca, 0xa1eb, 0xd10c, 0xc12d, 0xf14e, 0xe16f,
0x1080, 0x00a1, 0x30c2, 0x20e3, 0x5004, 0x4025, 0x7046, 0x6067,
0x83b9, 0x9398, 0xa3fb, 0xb3da, 0xc33d, 0xd31c, 0xe37f, 0xf35e,
0x02b1, 0x1290, 0x22f3, 0x32d2, 0x4235, 0x5214, 0x6277, 0x7256,
0xb5ea, 0xa5cb, 0x95a8, 0x8589, 0xf56e, 0xe54f, 0xd52c, 0xc50d,
0x34e2, 0x24c3, 0x14a0, 0x0481, 0x7466, 0x6447, 0x5424, 0x4405,
0xa7db, 0xb7fa, 0x8799, 0x97b8, 0xe75f, 0xf77e, 0xc71d, 0xd73c,
0x26d3, 0x36f2, 0x0691, 0x16b0, 0x6657, 0x7676, 0x4615, 0x5634,
0xd94c, 0xc96d, 0xf90e, 0xe92f, 0x99c8, 0x89e9, 0xb98a, 0xa9ab,
0x5844, 0x4865, 0x7806, 0x6827, 0x18c0, 0x08e1, 0x3882, 0x28a3,
0xcb7d, 0xdb5c, 0xeb3f, 0xfb1e, 0x8bf9, 0x9bd8, 0xabbb, 0xbb9a,
0x4a75, 0x5a54, 0x6a37, 0x7a16, 0x0af1, 0x1ad0, 0x2ab3, 0x3a92,
0xfd2e, 0xed0f, 0xdd6c, 0xcd4d, 0xbdaa, 0xad8b, 0x9de8, 0x8dc9,
0x7c26, 0x6c07, 0x5c64, 0x4c45, 0x3ca2, 0x2c83, 0x1ce0, 0x0cc1,
0xef1f, 0xff3e, 0xcf5d, 0xdf7c, 0xaf9b, 0xbfba, 0x8fd9, 0x9ff8,
0x6e17, 0x7e36, 0x4e55, 0x5e74, 0x2e93, 0x3eb2, 0x0ed1, 0x1ef0
};
UINT16 CRC16CheckFromTbl(UINT8 *buf,UINT8 len)
{
UINT16 i;
UINT16 uncrcReg = 0, uncrcConst = 0xffff;
for(i = 0;i < len;i ++)
{
uncrcReg = (uncrcReg < 8) ^ szCRC16Tbl[(((uncrcConst ^ uncrcReg) >> 8)
^ *buf++) & 0xFF];
uncrcConst <= 8;
}
return uncrcReg;
}
如果系统要求实时性比较强,在CRC16 循环冗余校验当中,推荐使用查表法,以空间换时间。
8. 宏函数取代函数
首先不推荐所有函数改为宏函数,以免出现不必要的错误。但是一些基本功能的函数很有必要使用宏
函数来代替。
UINT8 Max(UINT8 A,UINT8 B)
{
return (A>B?A:B)
}
可以改为
#define MAX(A,B) {(A)>(B)?(A):(B)}
说明:函数和宏函数的区别就在于,宏函数占用了大量的空间,而函数占用了时间。大家要知道的是,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。
9. 适当地使用算法
假如有一道算术题,求1~100 的和。
作为程序员的我们会毫不犹豫地点击键盘写出以下的计算方法:
UINT16 Sum(void)
{
UINT8 i,s;
for(i=1;i<=100;i++)
{
s+=i;
}
return s;
}
很明显大家都会想到这种方法,但是效率方面并不如意,我们需要动脑筋,就是采用数学算法解决问题,
使计算效率提升一个级别。
UINT16 Sum(void)
{
UINT16 s;
s=(100 *(100+1))>>1;
return s;
}
结果很明显,同样的结果不同的计算方法,运行效率会有大大不同,所以我们需要最大限度地通过数
学的方法提高程序的执行效率。
10. 用指针代替数组
在许多种情况下,可以用指针运算代替数组索引,这样做常常能产生又快又短的代码。与数组索引相
比,指针一般能使代码速度更快,占用空间更少。使用多维数组时差异更明显。下面的代码作用是相同的,
但是效率不一样。
UINT8 szArrayA[64];
UINT8 szArrayB[64];
UINT8 i;
UINT8 *p=szArray;
for(i=0;i<64;i++)szArrayB=szArrayA;
for(i=0;i<64;i++)szArrayB=*p++;
指针方法的优点是,szArrayA 的地址装入指针p 后,在每次循环中只需对p 增量操作。在数组索引
方法中,每次循环中都必须进行基于i 值求数组下标的复杂运算。
11. 强制转换
C 语言精髓第一精髓就是指针的使用,第二精髓就是强制转换的使用,恰当地利用指针和强制转换不但
可以提供程序效率,而且使程序更加之简洁,由于强制转换在C 语言编程中占有重要的地位,下面将已五
个比较典型的例子作为讲解。
例子1:将带符号字节整型转换为无符号字节整型
UINT8 a=0;
INT8 b=-3;
a=(UINT8)b;
例子2:在大端模式下(8051 系列单片机是大端模式),将数组a[2]转化为无符号16 位整型值。
方法1:采用位移方法。
UINT8 a[2]={0x12,0x34};
UINT16 b=0;
b=(a[0]<8)|a[1];
结果:b=0x1234
方法2:强制类型转换。
UINT8 a[2]={0x12,0x34};
UINT16 b=0;
b= *(UINT16 *)a; //强制转换
结果:b=0x1234
例子3:保存结构体数据内容。
方法1:逐个保存。
typedef struct _ST
{
UINT8 a;
UINT8 b;
UINT8 c;
UINT8 d;
UINT8 e;
}ST;
ST s;
UINT8 a[5]={0};
s.a=1;
s.b=2;
s.c=3;
s.d=4;
s.e=5;
a[0]=s.a;
a[1]=s.b;
a[2]=s.c;
a[3]=s.d;
a[4]=s.e;
结果:数组a 存储的内容是1、2、3、4、5。
方法2:强制类型转换。
typedef struct _ST
{
UINT8 a;
UINT8 b;
UINT8 c;
UINT8 d;
UINT8 e;
}ST;
ST s;
UINT8 a[5]={0};
UINT8 *p=(UINT8 *)&s;//强制转换
UINT8 i=0;
s.a=1;
s.b=2;
s.c=3;
s.d=4;
s.e=5;
for(i=0;i
a=*p++;
}
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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
Byte2Bits._bit7=0;
Byte2Bits._bit6=0;
Byte2Bits._bit5=1;
Byte2Bits._bit4=1;
Byte2Bits._bit3=1;
Byte2Bits._bit2=1;
Byte2Bits._bit1=0;
Byte2Bits._bit0=0;
UINT8 a=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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
Byte2Bits._bit7=0;
Byte2Bits._bit6=0;
Byte2Bits._bit5=1;
Byte2Bits._bit4=1;
Byte2Bits._bit3=1;
Byte2Bits._bit2=1;
Byte2Bits._bit1=0;
Byte2Bits._bit0=0;
UINT8 a=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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
UINT8 a=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。
typedef struct __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;
BYTE2BITS Byte2Bits;
UINT8 a=0x3C;
Byte2Bits= *(BYTE2BITS *)&a;
12. 减少函数调用参数
使用
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