對程序進行優(yōu)化，通常是指優(yōu)化程序代碼或程序執(zhí)行速度。優(yōu)化代碼和優(yōu)化速度實際上是一個予盾的統(tǒng)一，一般是優(yōu)化了代碼的尺寸，就會帶來執(zhí)行時間的增加，如果優(yōu)化了程序的執(zhí)行速度，通常會帶來代碼增加的副作用，很難魚與熊掌兼得，只能在設(shè)計時掌握一個平衡點。

　　一、程序結(jié)構(gòu)的優(yōu)化

　　1、程序的書寫結(jié)構(gòu)

　　雖然書寫格式并不會影響生成的代碼質(zhì)量，但是在實際編寫程序時還是應(yīng)該尊循一定的書寫規(guī)則，一個書寫清晰、明了的程序，有利于以后的維護。在書寫程序時，特別是對于While、for、do…while、if…elst、switch…case等語句或這些語句嵌套組合時，應(yīng)采用“縮格”的書寫形式，

　　2、標識符

　　程序中使用的用戶標識符除要遵循標識符的命名規(guī)則以外，一般不要用代數(shù)符號（如a、b、x1、y1）作為變量名，應(yīng)選取具有相關(guān)含義的英文單詞（或縮寫）或漢語拼音作為標識符，以增加程序的可讀性，如：count、number1、red、work等。

　　3、程序結(jié)構(gòu)

　　C語言是一種高級程序設(shè)計語言，提供了十分完備的規(guī)范化流程控制結(jié)構(gòu)。因此在采用C語言設(shè)計單片機應(yīng)用系統(tǒng)程序時，首先要注意盡可能采用結(jié)構(gòu)化的程序設(shè)計方法，這樣可使整個應(yīng)用系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)清晰，便于調(diào)試和維護。于一個較大的應(yīng)用程序，通常將整個程序按功能分成若干個模塊，不同模塊完成不同的功能。各個模塊可以分別編寫，甚至還可以由不同的程序員編寫，一般單個模塊完成的功能較為簡單，設(shè)計和調(diào)試也相對容易一些。在C語言中，一個函數(shù)就可以認為是一個模塊。所謂程序模塊化，不僅是要將整個程序劃分成若干個功能模塊，更重要的是，還應(yīng)該注意保持各個模塊之間變量的相對獨立性，即保持模塊的獨立性，盡量少使用全局變量等。對于一些常用的功能模塊，還可以封裝為一個應(yīng)用程序庫，以便需要時可以直接調(diào)用。但是在使用模塊化時，如果將模塊分成太細太小，又會導致程序的執(zhí)行效率變低（進入和退出一個函數(shù)時保護和恢復寄存器占用了一些時間）。

　　4、定義常數(shù)

　　在程序化設(shè)計過程中，對于經(jīng)常使用的一些常數(shù)，如果將它直接寫到程序中去，一旦常數(shù)的數(shù)值發(fā)生變化，就必須逐個找出程序中所有的常數(shù)，并逐一進行修改，這樣必然會降低程序的可維護性。因此，應(yīng)盡量當采用預處理命令方式來定義常數(shù)，而且還可以避免輸入錯誤。

　　5、減少判斷語句

　　能夠使用條件編譯（ifdef）的地方就使用條件編譯而不使用if語句，有利于減少編譯生成的代碼的長度，能夠不用判斷語句則少用判斷用語句。

　　6、表達式

　　對于一個表達式中各種運算執(zhí)行的優(yōu)先順序不太明確或容易混淆的地方，應(yīng)當采用圓括號明確指定它們的優(yōu)先順序。一個表達式通常不能寫得太復雜，如果表達式太復雜，時間久了以后，自己也不容易看得懂，不利于以后的維護。

　　7、函數(shù)

　　對于程序中的函數(shù)，在使用之前，應(yīng)對函數(shù)的類型進行說明，對函數(shù)類型的說明必須保證它與原來定義的函數(shù)類型一致，對于沒有參數(shù)和沒有返回值類型的函數(shù)應(yīng)加上“void”說明。如果果需要縮短代碼的長度，可以將程序中一些公共的程序段定義為函數(shù)，在Keil中的高級別優(yōu)化就是這樣的。如果需要縮短程序的執(zhí)行時間，在程序調(diào)試結(jié)束后，將部分函數(shù)用宏定義來代替。注意，應(yīng)該在程序調(diào)試結(jié)束后再定義宏，因為大多數(shù)編譯系統(tǒng)在宏展開之后才會報錯，這樣會增加排錯的難度。

　　8、盡量少用全局變量，多用局部變量。因為全局變量是放在數(shù)據(jù)存儲器中，定義一個全局變量，MCU就少一個可以利用的數(shù)據(jù)存儲器空間，如果定義了太多的全局變量，會導致編譯器無足夠的內(nèi)存可以分配。而局部變量大多定位于MCU內(nèi)部的寄存器中，在絕大多數(shù)MCU中，使用寄存器操作速度比數(shù)據(jù)存儲器快，指令也更多更靈活，有利于生成質(zhì)量更高的代碼，而且局部變量所的占用的寄存器和數(shù)據(jù)存儲器在不同的模塊中可以重復利用。

　　9、設(shè)定合適的編譯程序選項

　　許多編譯程序有幾種不同的優(yōu)化選項，在使用前應(yīng)理解各優(yōu)化選項的含義，然后選用最合適的一種優(yōu)化方式。通常情況下一旦選用最高級優(yōu)化，編譯程序會近乎病態(tài)地追求代碼優(yōu)化，可能會影響程序的正確性，導致程序運行出錯。因此應(yīng)熟悉所使用的編譯器，應(yīng)知道哪些參數(shù)在優(yōu)化時會受到影響，哪些參數(shù)不會受到影響。在ICCAVR中，有“Default”和“Enable Code Compression”兩個優(yōu)化選項。在CodeVisionAVR中，“Tiny”和“small”兩種內(nèi)存模式。在IAR中，共有7種不同的內(nèi)存模式選項。在GCCAVR中優(yōu)化選項更多，一不小心更容易選到不恰當?shù)倪x項。

　　二、代碼的優(yōu)化

　　1、選擇合適的算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

　　應(yīng)該熟悉算法語言，知道各種算法的優(yōu)缺點，具體資料請參見相應(yīng)的參考資料，有很多計算機書籍上都有介紹。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，指針比較靈活簡潔，而數(shù)組則比較直觀，容易理解。對于大部分的編譯器，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。

　　3、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整型（long int），能不使用浮點型（float）變量就不要使用浮點型變量。當然，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編譯器并不報錯，但程序運行結(jié)果卻錯了，而且這樣的錯誤很難發(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），少用長整型參數(shù)（%ld、%lu、%lx和%lX格式說明符），至于浮點型的參數(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)，會使生成的代碼的數(shù)量增加很多，執(zhí)行速度降低。

　　4、使用自加、自減指令

　　通常使用自加、自減指令和復合賦值表達式（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編譯器都會生成二到三個字節(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。