用PIC写高效的位移操作

用PIC写高效的位移操作  
  
  在许多模拟串行通信中需要用位移操作。

以1-W总线的读字节为例,原厂的代码是：

unsigned char read_byte(void)
{
 unsigned char i;
 unsigned char value = 0;
 for (i = 0; i < 8; i++)
 {
  if(read_bit()) value = 0 x 01<   // reads byte in, one byte at a time and then
  // shifts it left
  delay(10); // wait for rest of timeslot
 }
 return(value);
}

虽然可以用,但编译后执行效率并不高效,这也是很多朋友认为C一定不能和汇编相比的认识提供了说法。

其实完全可以深入了解C和汇编之间的关系,写出非常高效的C代码,既有C的便利,又有汇编的效率。

首先对 for (i = 0; i < 8; i++)做手术,改成递减的形式：

for(i=8;i!=0;i--),因为CPU判断一个数是否是0（只需要一个指令）,比判断一个数是多大来的快（需要3个指令）。

再对value = 0 x 01<

value = 0 x 01<

仔细研究C语言的位移操作,可以发现C总是先把标志位清0,然后再把此位移入字节中,也就是说,当前移动进字节的位一定是0。

那么,既然已经是0了,我们就只剩下一个步骤：判断总线状态是否是高来决定是否改写此位,而不需要判断总线是低的情况。

于是改写如下代码：

for(i=8;i!=0;i--){
  value>>=1;                       //先右移一位,value最高位一定是0
  if(read_bit())   value =0x80;                       //判断总线状态,如果是高,就把value的最高位置1
 }

这样一来,整个代码变得极其高效,编译后根本就是汇编级的代码。

再举一个例子：

在采集信号方面,经常是连续采集N次,最后求其平均值。

一般的,无论是用汇编或C,在采集次数上都推荐用8,16,32、64、128、256等次数,因为这些数都比较特殊,对于MCU计算有很大好处。

我们以128次采样为例：注：sampling()为外部采样函数。

unsigned int total;

unsigned char i,val;

for(i=0;i<128;i++){

total+=sampling();

}

val=total/128;

以上代码是很多场合都可以看见的,但是效率并不怎么样,狂浪费资源。

结合C和汇编的关系,再加上一些技巧,就可以写出天壤之别的汇编级的C代码出来

首先分析128这个数是0B10000000,发现其第7位是1,其他低位全是0,那么就可以判断第7位的状态来判断是否到了128次采样次数。

在分析除以128的运算,上面的代码用了除法运算,浪费了N多资源,完全可以用右移的方法来代替之,

val=total/128等同于val=(unsigned char)(total>>7);

再观察下去：total>>7还可以变通成(total<<1)>>8,先左移动一位,再右移动8位,不就成了右移7位了么？

可知道位移1,4,8的操作只需要一个指令哦。

有上面的概验了,就可以写出如下的代码：

unsigned int total;

unsigned char i=0

unsigned char val;

while(!(i&0x80)){                 //判断i第7位,只需要一个指令。

total+=sampling();

i++;

}

val=(unsigned char)((total<<1)>>8);                    //几个指令就代替了几十个指令的除法运算

哈哈,发现什么？代码量竟然可以减少一大半,运算速度可以提高几倍。

再回头,就可以理解为什么采样次数要用推荐的一些特殊值了。