一个单片机程序性能优化的小例子（转）

老夫子

一个单片机程序性能优化的小例子（转） [复制链接]

一个单片机程序性能优化的小例子
好久没玩51了,昨天帮人看一个点阵屏的程序
屏是64*16的
用2片138做行选择(8*2=16),用8片4094做列输出(8*8=64)
原来程序的关键数据发送部分如下

1. void xianshi()
   
2. {
   
3. unsigned char out_data = 0xff;
   
4. unsigned char i,j;
   
5. 
   
6. for (j=0;j<16;j++) //循环显示8行
   
7. {
   
8. out_OE = 0; //　输出先关了
   
9. set_row(j); //　设置要显示的那一行
   
10. for (i=0;i<8;i++) // 开始输出数据
    
11. {
    
12. CLK = 0;
    
13. data0 = (bit)( ( show_array[j*2] >>i)& 0x01 );//输出对应那行的数据
    
14. data1 = (bit)( ( show_array[j*2+1] >>i)& 0x01 );
    
15. data2 = (bit)( ( show_array1[j*2] >>i)& 0x01 );//输出对应那行的数据
    
16. data3 = (bit)( ( show_array1[j*2+1] >>i)& 0x01 );
    
17. data4 = (bit)( ( show_array2[j*2] >>i)& 0x01 );//输出对应那行的数据
    
18. data5 = (bit)( ( show_array2[j*2+1] >>i)& 0x01 );
    
19. data6 = (bit)( ( show_array3[j*2] >>i)& 0x01 );//输出对应那行的数据
    
20. data7 = (bit)( ( show_array3[j*2+1] >>i)& 0x01 );
    
21. CLK = 1;// 时钟一次上升沿 数据被4094接收
    
22. }
    
23. out_OE = 1; // 可以打开输出了
    
24. delay();
    
25. }
    
26. }
    

复制代码

开始测试屏的时候效果尚可
现在显示4个汉字发现屏闪得利害,分析原来为发送数据的时候过长,导致关显示的时候过长.
每次要对要发送的数据进行重新定位,而且下标还要用乘法再用加法才能得出
因为4094没有像595那样的二级锁存,发送数据期间必需要关显示
软件仿真一下,发现发送一次数据要4ms左右(晶体频率11.0592M)
因为有16行,16*4=64ms　按每秒刷30帧算,64*30=1920ms
超出1秒两倍多,于是出现:
延时太短,可以不闪,但亮度极低
延时加长,亮度上来了,但发现可以看出是一行一行显示的,不能用

老夫子

于是开始分析优化程序
首先

1. 
   
2. 
   
3. show_array[j*2]
   
4. 
   

复制代码

这样的肯定不能用了,于是采用指针的方式,
于是,定义4个指向4个汉字的指针及8个当前行每一列的数据

1. 
   
2. unsigned char *pd1,*pd2,*pd3,*pd4;
   
3.     unsigned char sd1,sd2,sd3,sd4,sd5,sd6,sd7,sd8; //　当前行要显示的数据

复制代码

然后把这4个指针指向要显示的数据

1. 
   
2.     pd1 = show_array;
   
3.     pd2 = show_array1;
   
4.     pd3 = show_array2;
   
5.     pd4 = show_array3;
   

复制代码

然后再分别显示16行,为了缩短关显示的时间,我们在关显示前就要算出当前行要显示的数据,
并算出下一行要显示的数据

1. 
   
2.     for (j=0;j<16;j++) //循环显示8行
   
3.     {
   
4.         sd1 = *pd1;
   
5.         sd2 = *(pd1+1);
   
6.         sd3 = *pd2;
   
7.         sd4 = *(pd2+1);
   
8.         sd5 = *pd3;
   
9.         sd6 = *(pd3+1);
   
10.         sd7 = *pd4;
    
11.         sd8 = *(pd4+1);
    
12.         pd1 += 2;
    
13.         pd2 += 2;
    
14.         pd3 += 2;
    
15.         pd4 += 2;
    
16.         out_OE = 0; //　输出先关了
    
17.         set_row(j); //　设置要显示的那一行
    
18. ..........................................
    
19. }
    
20. 
    

复制代码

经仿真,在关显示前就算出本行要显示的数据,可以节省0.2ms
然后是单行输出部分进行改造,首先show_array[j*2+1]这样的不必再用了,直接使用sd1~sd8即可
然后也不再使用

1. 
   
2. for(i=0;i<8;i++)
   
3. {
   
4.      (变量　>>i)　&　0x01;
   
5. }
   

复制代码

这样的判断方法,因为这样,CPU只能一位一位地移位,而且还要判断是否移够了
于是我们进行优化成

1. 
   
2. for(i=0;i<8;i++)
   
3. {
   
4.     (sd1 & 0x01);
   
5.     sd1 >>= 1;//自移一位并保存起来,不用每次都移N位了
   
6. }
   

复制代码

整个程序优化得差不多了,仿真测试结果为,单行数据发送的时间为0.64ms
和原来4ms比较,6倍之多呀....
还有没有优化的地方呢?

1. 
   
2. for (i=0;i<8;i++) // 开始输出数据
   

复制代码

可以优化成

1. for (i=8;i>0;i--) // 开始输出数据
   

复制代码

原因是我用的C51　51有自减并判断非0的指令一条指令就搞定,
如果判断是否小于8,则要多条指令才能完成
那么

1. 
   
2. for (j=0;j<16;j++) //循环显示16行
   

复制代码

可不可以也这样优化呢?
答案是可以,但实际测试结果是反而程序执行的时间太长了,
原因是下面我们用了到j这个变量

1. 
   
2. set_row(j); //　设置要显示的那一行

复制代码

如果也优化成那样了,则要改成

1. 
   
2. set_row(16-j); //　设置要显示的那一行

复制代码

多了一次运算,反而慢了....
于是这里就不能改了,
最终于测试结果:　单行发送数据耗时0.63ms (11.0592M晶体,12T普通51单片机)
0.63*16=10.08ms
10.08*30帧=302.4ms
302ms/1秒 = 0.3　也就是说刷30帧的时候,有30%的时候屏是关闭的,勉强能用了
所以,这屏要是用595来驱动的话,就没这个问题了,不过,算法亦然重要

yjj

细活啊，哈哈！顶一个