单片机C语言优化

 虽然并不会影响生成代码的质量，但是在实际编写过程中还是要遵循一定的书写规则，一个书写清晰明了的程序有利于以后的维护。在书写程序时，特别是对于while、for、do while、if else、switch case等语句或这些语句嵌套组合时，应采用“缩格”的书写形式。

二、标识符

程序种使用的用户标识符除要遵循标识符的命名规则以外，一半不要用代数符号（如a、b、x1、x2）作为变量名，应选取具有相关含义的英文单词（或缩写）或拼音作为标识符，增加程序的可读性。

三、程序结构

C语言是一种高级程序设计语言，提供了十分完备的规范化流程控制结构。因此在采用C语言设计单片机应用程序时，首先要注意尽可能采用结构化的程序设计方法。这样可以使应用系统程序结构清晰便于调试和维护。对于一个较大的应用程序，通常将整个程序按功能分成若干个模块，不同的模块完成不同的功能。各个模块可以分别编写，甚至还可以由不同的程序员编写。一半单个模块完成的功能较为简单，设计和调试也相对容易一些。在C语言中一个函数就可以认为是一个模块。所谓程序模块化。不仅是要将整个程序划分成若干个功能模块。更重要的是，还应该保持各个模块之间变量的相对独立性。尽量少使用全局变量等。对于一些常用的功能模块还可以封装为一个应用程序库，以便需要时可以直接调用。但是在使用模块化时，如果将模块分的太细又会导致程序的执行效率低（今天和和推出一个函数时需要保护和恢复寄存器占用的了一些时间）。

四、定义常熟

在程序化设计过程中，对于经常使用的一些常数，如果将它直接写到程序中去，一旦常数的数值发生变化，就必须逐个找出程序中所有的常数，并逐一进行修改，这样必然会导致降低程序的可维护性。因此，应尽量当采用与处理命令的方式来定义常数。而且还可以避免输入错误。

五、减少判断语句

能够使用条件编译的（ifdef）的地方就使用条件编译而不使用（if）语句有利于减少编译生成的代码的长度。

六、表达式

对于一个表达式中的运算执行的优先顺序不太明确或容易混淆的地方，应当采用圆括号明确制定它们的顺序。一个表达式不能写得太复杂。如果太复杂，时间久了以后自己也不容易看的懂，不易于以后的维护。

七、函数

对于程序中的函数，在使用之前，应对函数的类型进行说明，对函数类型的说明，必须保证它与原来定义的函数类型一致，对于没有参数和没用返回值的函数应加上void说明。如果需要缩短代码的长度，可以将程序中一些公共的程序段定义为函数。在keil中搞级别优化就是这样的。如果需要缩短程序的执行时间。在程序调试结束后，将部分函数用宏定义来代替。注意，应该在程序调试结束后再定义宏，因为大多数编译系统在宏展开之后才会报错，这样会增加排错的难度。

八、变量

尽量少使用全局变量多用局部变量。因为全局变量是放在数据存储器中，定义一个全局变量，mcu就少一个可以利用的数据存储空间。如果定义了太多的全局变量，会导致编译器无足够的内存可以分配。而局部变量大多定位于mcu内部的寄存器中。在绝大多数mcu中使用寄存器操作速度比数据寄存器块。质量也更多更灵活。有利于生成高质量的代码。而且局部变量所占用的寄存器和数据存储器在不同模块中可以重复使用。

九、代码的优化

选择和汉斯的算法和数据结构，应该熟悉算法语言，知道各种算法的优缺点，具体资料请参见相应的参考资料，又很多计算机书籍上都又介绍。将比较慢的顺序查找法用比较快的二分查找或乱序查找法代替。插入排序或冒泡排序法用快速排序、合并排序或跟排序代替。都可以大大提高程序执行的效率。选择一种合适的数据结构也很重要。必然你在一堆随机存放的数中使用了大量的插入和排序指令，那使用链表要快的多。

使用尽量小的数据类型

能够使用字符型（char）定义的变量就不要使用整形（int）变量来定义

使用自加、自减指令

减少运算强度

可以使用运算量小丹功能相同的表达式替换原来复杂的表达式：

如求余运算

a=a%8

可以改为：a=a&7

平方运算

a=pow（a，2.0）；

可以改为：a=a*a；

用移位运算实现乘除法

a=a*4

b=b/4

可以改为：

a=a<<2

b=b>>2

a=a*9可以改为a=（a<<3）+a；

循环

对于一些不需要循环变量参加运算的任务把它们安排的循环外面。这里任务包括表达式、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。

延时函数：

通常使用的延时函数：

void delay（void）

{

unsigned int i；

for(i=0;i<1000;i++);

}

改为

void dellay(void)

{

unsigned int i;

for(i=1000;--i)

}

两个函数效果相似，但几乎所有的C编译器对后一种函数生成的代码比前一种代码少1-3个字节。因为几乎所有MCU都有0转移指令采用后一种方式能够生成这类指令。在while循环时也一样，使用自减指令控制循环比使用自加指令控制循环生成代码少1-3个字节。在使用while循环中又使用循环变量读写数据的指令时，使用减循环时又可能是数组超界，要引起注意。

while、和do while循环

unsigned int i；

i=0；

while(i<1000)

{

i++;

}

改为

do

i--；

while（i>0）;

在这两种循环中，使用do while循环编译后的代码长度短于while循环。

查表

在程序中一般不进行非常复杂的运算，如浮点数的程序及开方等。以及一些复杂的数学模型的插补运算。对这些即消耗时间又消耗资源的运算。应尽量使用查表的方式，并且将数据表置于程序存储区。如果直接生成所需的表比较困难。也尽量在启动时先计算。然后在数据存储器中生成所需要的表。在程序运行中直接查表就可以了。减少了程序执行过程中重复计算的工作量。

其他

比如使用在线汇编及字符串和一些常量的保存在程序存储器中都又利于优化。