让单片机代码性能起飞的七大技巧,从位操作到算法优化

原创 无际单片机编程 2024-05-30 08:02

你点击蓝字关注,回复“入门资料”获取单片机入门到高级开挂教程

 开发板带你入门,我们带你飞

文 | 无际(微信:2777492857)

全文约1582字,阅读大约需要 分钟

单片机的程序比软开少一些,真正想编写出高效的代码,还是要积累很多年的。
         

 

在做研发工程师的10年里,我经历过几个公司,看过很多工程师写的代码,但真正能让我跪着看完的,极少。哪怕是大厂工程师,也会有让人笑掉大牙的代码。
         

 

高效的背后,有很多学问,需要有一定的数学功底,对编译器有较深的了解,懂汇编。
         

 

具备这些能力,写出来的代码,才能让cpu执行这段代码所花费的时间,以及占用的ROM和RAM资源更少。
         

 

然而,如果把项目每个细节,都优化到高效的程度,花费的时间,是平时的两倍。
         

 

所以,我们在做项目时,一般只优化核心功能,才能赶上项目的进度,除非经验相当丰富。
         

 

下面分享几点高效代码的技巧:
1.使用位操作代替算术操作,因为位操作更快。
还有就是用左移、右移替代乘除法。
比如a=b*256,可以改成a = b<<8
比如a=b/256,可以改成a = b>>8
 

 


2.避免不必要的操作
去除代码中不必要的操作,如多余的变量赋值、函数调用等。

3.控制数据类型大小
特别是尽量别用float,浮点运算通常需要更多的CPU周期和内存空间,因为浮点数的表示和运算比整数复杂,除非单片机内置了硬件浮点单元(FPU)。
能用unsigned就不用signed,无符号整数的运算可能比有符号整数更快,因为不需要处理符号位。
能用char就不用int,较小的数据类型在处理和传输时更快,因为它们占用的内存和带宽更少。特别对于存储大量数据的数组或缓冲区,使用 char 类型可以显著减少内存占用。
  

 

   

 

4.利用硬件资源
比如说STM32单片机,可以利用DMA传输数据,减少CPU负载。

5.代码重用    
一些重复的代码,通过函数或宏来重用代码。

6.自加、自减指令
用i--、i-=1、i++、i+=1、去替代i = i-1,i=i+1的操作,有些编译器对前者进行了优化,效率更高。

7.优化算法
以计算1到100的和为例。
我们可能会首先想到使用循环,来写程序:
这种方法虽然直观,但在效率上可能不是最优的。
那怎么去优化?
这时候就要考验工程师的数学功底了。
可以根据等差数列求和公式,1到100的和可以表示为:
n是序列的最后一项,即100。将这个公式应用到代码中:
对以上两种实现代码的总结:
尽管程序都能得到相同的结果,但是第二种方法在运行效率上明显优于第一种。因为它避免了循环的开销,直接通过数学公式计算出结果。

在编写单片机代码时,尽量通过数学方法,或其他算法技巧,提高程序的执行效率。

这不仅可以减少了CPU的计算时间,还能减少程序占用的内存空间,从而提高整体性能。
         

 

插个题外话,之前很多老铁问我,数学不好,可以学单片机吗?
         

 

我觉得这就是一个很好的例子,数学不是门槛,而是天花板。
         

 

第一种实现方式,是小学算数低,但效率低。   
         

 

第二种,则需要一定的数学能力,但效率高。
         

 

那同样都能实现功能,效率低点就低点呗,有什么所谓?
         

 

其实这个会间接影响到硬件成本。
         

 

比如数学功底好的,可以用低端单片机去实现功能,而数学功底不好的,写出来代码效率低,则需要性能更强的单片机支撑。
         

 

不过,很多产品,对效率的要求并没这么苛刻,哪怕用第一种方式,照样没问题。

end


下面是更多无际原创个人成长经历、行业经验、技术干货

1.电子工程师是怎样的成长之路?10年5000字总结

2.如何快速看懂别人的代码和思维

3.单片机开发项目全局变量太多怎么管理?

4.C语言开发单片机为什么大多数都采用全局变量的形式

5.单片机怎么实现模块化编程?实用程度让人发指!

6.c语言回调函数的使用及实际作用详解

7.手把手教你c语言队列实现代码,通俗易懂超详细!

8.c语言指针用法详解,通俗易懂超详细!

无际单片机编程 单片机编程、全栈孵化。
评论
  • 作为优秀工程师的你,已身经百战、阅板无数!请先醒醒,新的项目来了,这是一个既要、又要、还要的产品需求,ARM核心板中一个处理器怎么能实现这么丰富的外围接口?踌躇之际,你偶阅此文。于是,“潘多拉”的魔盒打开了!没错,USB资源就是你打开新世界得钥匙,它能做哪些扩展呢?1.1  USB扩网口通用ARM处理器大多带两路网口,如果项目中有多路网路接口的需求,一般会选择在主板外部加交换机/路由器。当然,出于成本考虑,也可以将Switch芯片集成到ARM核心板或底板上,如KSZ9897、
    万象奥科 2024-12-03 10:24 68浏览
  • 11-29学习笔记11-29学习笔记习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习笔记&记录学习习笔记&记学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&学习学习笔记&记录学习学习笔记&记录学习学习笔记&记
    youyeye 2024-12-02 23:58 73浏览
  • 遇到部分串口工具不支持1500000波特率,这时候就需要进行修改,本文以触觉智能RK3562开发板修改系统波特率为115200为例,介绍瑞芯微方案主板Linux修改系统串口波特率教程。温馨提示:瑞芯微方案主板/开发板串口波特率只支持115200或1500000。修改Loader打印波特率查看对应芯片的MINIALL.ini确定要修改的bin文件#查看对应芯片的MINIALL.ini cat rkbin/RKBOOT/RK3562MINIALL.ini修改uart baudrate参数修改以下目
    Industio_触觉智能 2024-12-03 11:28 87浏览
  • RDDI-DAP错误通常与调试接口相关,特别是在使用CMSIS-DAP协议进行嵌入式系统开发时。以下是一些可能的原因和解决方法: 1. 硬件连接问题:     检查调试器(如ST-Link)与目标板之间的连接是否牢固。     确保所有必要的引脚都已正确连接,没有松动或短路。 2. 电源问题:     确保目标板和调试器都有足够的电源供应。     检查电源电压是否符合目标板的规格要求。 3. 固件问题: &n
    丙丁先生 2024-12-01 17:37 102浏览
  • 概述 说明(三)探讨的是比较器一般带有滞回(Hysteresis)功能,为了解决输入信号转换速率不够的问题。前文还提到,即便使能滞回(Hysteresis)功能,还是无法解决SiPM读出测试系统需要解决的问题。本文在说明(三)的基础上,继续探讨为SiPM读出测试系统寻求合适的模拟脉冲检出方案。前四代SiPM使用的高速比较器指标缺陷 由于前端模拟信号属于典型的指数脉冲,所以下降沿转换速率(Slew Rate)过慢,导致比较器检出出现不必要的问题。尽管比较器可以使能滞回(Hysteresis)模块功
    coyoo 2024-12-03 12:20 111浏览
  • 最近几年,新能源汽车愈发受到消费者的青睐,其销量也是一路走高。据中汽协公布的数据显示,2024年10月,新能源汽车产销分别完成146.3万辆和143万辆,同比分别增长48%和49.6%。而结合各家新能源车企所公布的销量数据来看,比亚迪再度夺得了销冠宝座,其10月新能源汽车销量达到了502657辆,同比增长66.53%。众所周知,比亚迪是新能源汽车领域的重要参与者,其一举一动向来为外界所关注。日前,比亚迪汽车旗下品牌方程豹汽车推出了新车方程豹豹8,该款车型一上市就迅速吸引了消费者的目光,成为SUV
    刘旷 2024-12-02 09:32 119浏览
  • TOF多区传感器: ND06   ND06是一款微型多区高集成度ToF测距传感器,其支持24个区域(6 x 4)同步测距,测距范围远达5m,具有测距范围广、精度高、测距稳定等特点。适用于投影仪的无感自动对焦和梯形校正、AIoT、手势识别、智能面板和智能灯具等多种场景。                 如果用ND06进行手势识别,只需要经过三个步骤: 第一步&
    esad0 2024-12-04 11:20 55浏览
  • 光伏逆变器是一种高效的能量转换设备,它能够将光伏太阳能板(PV)产生的不稳定的直流电压转换成与市电频率同步的交流电。这种转换后的电能不仅可以回馈至商用输电网络,还能供独立电网系统使用。光伏逆变器在商业光伏储能电站和家庭独立储能系统等应用领域中得到了广泛的应用。光耦合器,以其高速信号传输、出色的共模抑制比以及单向信号传输和光电隔离的特性,在光伏逆变器中扮演着至关重要的角色。它确保了系统的安全隔离、干扰的有效隔离以及通信信号的精准传输。光耦合器的使用不仅提高了系统的稳定性和安全性,而且由于其低功耗的
    晶台光耦 2024-12-02 10:40 120浏览
  •         温度传感器的精度受哪些因素影响,要先看所用的温度传感器输出哪种信号,不同信号输出的温度传感器影响精度的因素也不同。        现在常用的温度传感器输出信号有以下几种:电阻信号、电流信号、电压信号、数字信号等。以输出电阻信号的温度传感器为例,还细分为正温度系数温度传感器和负温度系数温度传感器,常用的铂电阻PT100/1000温度传感器就是正温度系数,就是说随着温度的升高,输出的电阻值会增大。对于输出
    锦正茂科技 2024-12-03 11:50 111浏览
  • 当前,智能汽车产业迎来重大变局,随着人工智能、5G、大数据等新一代信息技术的迅猛发展,智能网联汽车正呈现强劲发展势头。11月26日,在2024紫光展锐全球合作伙伴大会汽车电子生态论坛上,紫光展锐与上汽海外出行联合发布搭载紫光展锐A7870的上汽海外MG量产车型,并发布A7710系列UWB数字钥匙解决方案平台,可应用于数字钥匙、活体检测、脚踢雷达、自动泊车等多种智能汽车场景。 联合发布量产车型,推动汽车智能化出海紫光展锐与上汽海外出行达成战略合作,联合发布搭载紫光展锐A7870的量产车型
    紫光展锐 2024-12-03 11:38 101浏览
我要评论
0
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦