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[導(dǎo)讀]如何優(yōu)化AVR當(dāng)中的C語言代碼呢?篇文章將會(huì)介紹幾種方法。

如何優(yōu)化AVR當(dāng)中的C語言代碼呢?篇文章將會(huì)介紹幾種方法。

1、選擇合適的算法和計(jì)算機(jī)書籍上都有介紹。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(zhí)行的效率。.選擇一種合適的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也很重要,比如你在一堆隨機(jī)存放的數(shù)中使用了大量的插入和刪除指令,那使用鏈表要快得多。

數(shù)組與指針語句具有十分密碼的關(guān)系,一般來說,指針比較靈活簡(jiǎn)潔,而數(shù)組則比較直觀,容易理解。對(duì)于大部分的編譯器,使用指針比使用數(shù)組生成的代碼更短,執(zhí)行效率更高。但是在Keil中則相反,使用數(shù)組比使用的指針生成的代碼更短。。

2、使用盡量小的數(shù)據(jù)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(zhǎng)整型(long int),能不使用浮點(diǎn)型(float)變量就不要使用浮點(diǎn)型變量。當(dāng)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(bào)錯(cuò),但程序運(yùn)行結(jié)果卻錯(cuò)了,而且這樣的錯(cuò)誤很難發(fā)現(xiàn)。

在ICCAVR中,可以在Options中設(shè)定使用printf參數(shù),盡量使用基本型參數(shù)(%c、%d、%x、%X、%u和%s格式說明符),少用長(zhǎng)整型參數(shù)(%ld、%lu、%lx和%lX格式說明符),至于浮點(diǎn)型的參數(shù)(%f)則盡量不要使用,其它C編譯器也一樣。在其它條件不變的情況下,使用%f參數(shù),會(huì)使生成的代碼的數(shù)量增加很多,執(zhí)行速度降低。

3、使用自加、自減指令

通常使用自加、自減指令和復(fù)合賦值表達(dá)式(如a-=1及a+=1等)都能夠生成高質(zhì)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(huì)生成二到三個(gè)字節(jié)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(zhì)量的inc和dec之類的的代碼。

4、減少運(yùn)算的強(qiáng)度

可以使用運(yùn)算量小但功能相同的表達(dá)式替換原來復(fù)雜的的表達(dá)式。如下:

(1)、求余運(yùn)算。

a=a%8;

可以改為:

a=a&7;

說明:位操作只需一個(gè)指令周期即可完成,而大部分的C編譯器的“%”運(yùn)算均是調(diào)用子程序來完成,代碼長(zhǎng)、執(zhí)行速度慢。通常,只要求是求2n方的余數(shù),均可使用位操作的方法來代替。

(2)、平方運(yùn)算

a=pow(a,2.0);

可以改為:

a=a*a;

說明:在有內(nèi)置硬件乘法器的單片機(jī)中(如51系列),乘法運(yùn)算比求平方運(yùn)算快得多,因?yàn)楦↑c(diǎn)數(shù)的求平方是通過調(diào)用子程序來實(shí)現(xiàn)的,在自帶硬件乘法器的AVR單片機(jī)中,如ATMega163中,乘法運(yùn)算只需2個(gè)時(shí)鐘周期就可以完成。既使是在沒有內(nèi)置硬件乘法器的AVR單片機(jī)中,乘法運(yùn)算的子程序比平方運(yùn)算的子程序代碼短,執(zhí)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(shí)現(xiàn)乘除法運(yùn)算

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(shù)或除以任何數(shù),均調(diào)用乘除法子程序。用移位的方法得到代碼比調(diào)用乘除法子程序生成的代碼效率高。實(shí)際上,只要是乘以或除以一個(gè)整數(shù),均可以用移位的方法得到結(jié)果,如:

a=a*9

可以改為:

a=(a<<3)+a

5、循環(huán)

(1)、循環(huán)語

對(duì)于一些不需要循環(huán)變量參加運(yùn)算的任務(wù)可以把它們放到循環(huán)外面,這里的任務(wù)包括表達(dá)式、函數(shù)的調(diào)用、指針運(yùn)算、數(shù)組訪問等,應(yīng)該將沒有必要執(zhí)行多次的操作全部集合在一起,放到一個(gè)init的初始化程序中進(jìn)行。

(2)、延時(shí)函數(shù):

通常使用的延時(shí)函數(shù)均采用自加的形式:

void delay (void)

{

unsigned int i;

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

;

}

將其改為自減延時(shí)函數(shù):

void delay (void)

{

unsigned int i;

for (i=1000;i>0;i--)

;

}

兩個(gè)函數(shù)的延時(shí)效果相似,但幾乎所有的C編譯對(duì)后一種函數(shù)生成的代碼均比前一種代碼少1~3個(gè)字節(jié),因?yàn)閹缀跛械腗CU均有為0轉(zhuǎn)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(huán)時(shí)也一樣,使用自減指令控制循環(huán)會(huì)比使用自加指令控制循環(huán)生成的代碼更少1~3個(gè)字母。

但是在循環(huán)中有通過循環(huán)變量“i”讀寫數(shù)組的指令時(shí),使用預(yù)減循環(huán)時(shí)有可能使數(shù)組超界,要引起注意。

(3)while循環(huán)和do…while循環(huán)

用while循環(huán)時(shí)有以下兩種循環(huán)形式:

unsigned int i;

i=0;

while (i<1000)

{

i++;

//用戶程序

}

或:

unsigned int i;

i=1000;

do

i--;

//用戶程序

while (i>0);

在這兩種循環(huán)中,使用do…while循環(huán)編譯后生成的代碼的長(zhǎng)度短于while循環(huán)。

6、查表

在程序中一般不進(jìn)行非常復(fù)雜的運(yùn)算,如浮點(diǎn)數(shù)的乘除及開方等,以及一些復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型的插補(bǔ)運(yùn)算,對(duì)這些即消耗時(shí)間又消費(fèi)資源的運(yùn)算,應(yīng)盡量使用查表的方式,并且將數(shù)據(jù)表置于程序存儲(chǔ)區(qū)。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(zhí)行過程中重復(fù)計(jì)算的工作量。

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(chǔ)器中,均有利于優(yōu)化

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