在進行8051單片機應用系統程序設計時,編程都往往少不了要直接操作系統的各個存儲器地址空間。
C51程序經過編譯之后產生的目標代碼具有浮動地址,其絕對地址必須經過BL51連接定位后才能確定。
為了能夠在C51程序中直接對任意指定的存儲器地址進行操作,可以采用擴展關鍵字“at”、指針、預定義以及連接定位控制命令。
在這些方法中,本人認為最簡單而有效的方法是用“ _at_ ”關鍵字來對指定變量存儲器空間絕對地址來指定。一般格式如下:
[存儲器類型] 數據類型 標識符 _at_ 地址常數
其中:
(1).存儲器類型: idata、data、xdata等C51能夠識別的所有類型,最好不要省略。
(2).數據類型: 可以用int、long、float等基本類型,當然也可以用數組、
結構等復雜數據類型類型,本人認為一般用unsigned int 就可以解決很多問題了。
(3).標識符: 就是要定義的變量名,編程者自己決定
(4).地址常數就是要直接操作的存儲器的絕對地址,必須位于有效的存儲器空間之內。
注意:不能對變量進行初始化,只能是全局變量,一般不要輕易用,免得出錯。
總結:
1、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。
2、查表
在程序中一般不進行非常復雜的運算,如浮點數的乘除及開方等,以及一些復雜的數學模型的插補運算,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,并且將數據表置于程序存儲區。如果直接生成所需的表比較困難,也盡量在啟了,減少了程序執行過程中重復計算的工作量。
3、選擇合適的算法和數據結構
需要熟悉算法語言,知道各種算法的優缺點。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行的效率選擇一種合適的數據結構也很重要,一般來說,指針比較靈活簡潔,而數組則比較直觀,容易理解。對于大部分的編譯器,使用指針比使用數組生成的代碼更短,執行效率更高。但是在Keil中則相反,使用數組比使用的指針生成的代碼更短
4、使用盡量小的數據類型
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現。
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。
如: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、執行速度慢。通常,只要求是求2n方的余數,均可使用位操作的方法來代替。
(2)、平方運算
如: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,因為浮點數的求平方是通過調用子程序來實現的,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)、用移位實現乘除法運算
如: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,而乘以其它的整數或除以任何數,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,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
(1)、循環語
對于一些不需要循環變量參加運算的任務可以把它們放到循環外面,這里的任務包括表達式、函數的調用、指針運算、數組訪問等,應該將沒有必要執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:
通常使用的延時函數均采用自加的形式:
兩個函數的延時效果相似,但幾乎所有的C編譯對后一種函數生成的代碼均比前一種代碼少1~3個字節,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循環時也一樣,使用自減指令控制循環會比使用自加指令控制循環生成的代碼更少1~3個字母。但是在循環中有通過循環變量"i"讀寫數組的指令時,使用預減循環時有可能使數組超界,要引起注意。
(3)while循環和do…while循環
用while循環時有以下兩種循環形式:
在這兩種循環中,使用do…while循環編譯后生成的代碼的長度短于while循環。
7、其它
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,均有利于優化。
編輯:jq
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原文標題:單片機提高編程效率優化程序的總結
文章出處:【微信號:KY_QRS,微信公眾號:開源嵌入式】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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