单片机程序设计时必须遵循的优化原则
由于单片机的性能同电脑的性能是天渊之别的，无论从空间资源上、内存资源、工作频率，都是无法与之比较的。pc 机编程基本上不用考虑空间的占用、内存的占用的问题，最终目的就是实现功能。而对于单片机来说就截然不同了，一般的单片机的flash 和ram 的资源是有限的，可想而知，单片机的资源是少得可怜，为此我们必须想法设法榨尽其所有资源，将它的性能发挥到最佳，程序设计时必须遵循以下几点进行优化：
1、使用尽量小的数据类型
能用unsiged就不用signed；
能用char就不用int；
能不用floating就不用；
能用位操作不用算数。
2、使用自加、自减指令
通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式（如a-=1 及a+=1 等）都能够生成高质量的程序代码，编译器通常都能够生成inc 和dec 之类的指令，而使用a=a+1 或a=a-1 之类的指令，有很多c 编译器都会生成二到三个字节的指令。
3、减少运算的强度
可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。
（1） 求余运算
n= n %8 可以改为n = n &7
说明：位操作只需一个指令周期即可完成，而大部分的c 编译器的“%”运算均是调用子程序来完成，代码长、执行速度慢。通常，只要求是求2n 方的余数，均可使用位操作的方法来代替。
（2） 平方运算
n=pow（3，2） 可以改为n=3*3
说明：在有内置硬件乘法器的单片机中（如51 系列），乘法运算比求平方运算快得多， 因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的，乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短，执行速度快。
（3） 用位移代替乘法除法
n=m*8 可以改为n=m《《3
n=m/8 可以改为n=m》》3
说明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。如果乘以2n，都可以生成左移的代码，而乘以其它的整数或除以任何数，均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上，只要是乘以或除以一个整数，均可以用移位的方法得到结果。
如n=m*9可以改为n=（m《《3）+m;
（4） 自加自减的区别
例如我们平时使用的延时函数都是通过采用自加的方式来实现。
void delaynms（uint16 t）
{
uint16 i，j;
for（i=0;i
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。
1.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。
2.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。
3.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
define perror（fun） printf（“err：%s %s %d： %s\n”， file， func，line，fun） 类linux的perror函数实现，这里加了出错的文件位置，所在函数，引发出错调用的函数fun。
宏中#和##的用法
define str（s） #s
define cons（a， b） int（a##e##b）
printf（str（vck））;//输出vck
printf（“%d\n”， cons（2，3））;//2e3 输出2000
这些方法常用，必然会让你的代码更加简洁高效！
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能不用floating就不用；
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2、使用自加、自减指令
通常使用自加、自减指令和复合赋值表达式（如a-=1 及a+=1 等）都能够生成高质量的程序代码，编译器通常都能够生成inc 和dec 之类的指令，而使用a=a+1 或a=a-1 之类的指令，有很多c 编译器都会生成二到三个字节的指令。
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可以使用运算量小但功能相同的表达式替换原来复杂的的表达式。
（1） 求余运算
n= n %8 可以改为n = n &7
说明：位操作只需一个指令周期即可完成，而大部分的c 编译器的“%”运算均是调用子程序来完成，代码长、执行速度慢。通常，只要求是求2n 方的余数，均可使用位操作的方法来代替。
（2） 平方运算
n=pow（3，2） 可以改为n=3*3
说明：在有内置硬件乘法器的单片机中（如51 系列），乘法运算比求平方运算快得多， 因为浮点数的求平方是通过调用子程序来实现的，乘法运算的子程序比平方运算的子程序代码短，执行速度快。
（3） 用位移代替乘法除法
n=m*8 可以改为n=m《《3
n=m/8 可以改为n=m》》3
说明：通常如果需要乘以或除以2n，都可以用移位的方法代替。如果乘以2n，都可以生成左移的代码，而乘以其它的整数或除以任何数，均调用乘除法子程序。用移位的方法得到代码比调用乘除法子程序生成的代码效率高。实际上，只要是乘以或除以一个整数，均可以用移位的方法得到结果。
如n=m*9可以改为n=（m《《3）+m;
（4） 自加自减的区别
例如我们平时使用的延时函数都是通过采用自加的方式来实现。
void delaynms（uint16 t）
{
uint16 i，j;
for（i=0;i
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。
1.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。
2.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］;
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uint8 i;
uint8 *p=szarray;
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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。
3.强制转换
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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
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define str（s） #s
define cons（a， b） int（a##e##b）
printf（str（vck））;//输出vck
printf（“%d\n”， cons（2，3））;//2e3 输出2000
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