单片机程序结构优化
1、程序的书写结构 虽然书写格式并不会影响生成的代码质量，但是在实际编写程序时还是应该遵循一定的书写规则，一个书写清晰、明了的程序，有利于以后的维护。在书写程序时，特别是对于While、for、do…while、if…else、switch…case 等语句或这些语句嵌套组合时，应采用“缩格”的书写形式。2、标识符 程序中使用的用户标识符除要遵循标识符的命名规则以外，一般不要用代数符号(如a、b、x1、y1)作为变量名，应选取具有相关含义的英文单词(或缩写)或汉语拼音作为标识符，以增加程序的可读性，如：count、number1、red、work 等。
3、程序结构 C 语言是一种高级程序设计语言，提供了十分完备的规范化流程控制结构。因此在采用C 语言设计单片机应用系统程序时，首先要注意尽可能采用结构化的程序设计方法，这样可使整个应用系统程序结构清晰，便于调试和维护。
对于一个较大的应用程序，通常将整个程序按功能分成若干个模块，不同模块完成不同的功能。各个模块可以分别编写，甚至还可以由不同的程序员编写，一般单个模块完成的功能较为简单，设计和调试也相对容易一些。在C 语言中，一个函数就可以认为是一个模块。
所谓程序模块化，不仅是要将整个程序划分成若干个功能模块，更重要的是，还应该注意保持各个模块之间变量的相对独立性，即保持模块的独立性，尽量少使用全局变量等。对于一些常用的功能模块，还可以封装为一个应用程序库，以便需要时可以直接调用。但是在使用模块化时，如果将模块分成太细太小，又会导致程序的执行效率变低(进入和退出一个函数时保护和恢复寄存器占用了一些时间)。
4、定义常数 在程序化设计过程中，对于经常使用的一些常数，如果将它直接写到程序中去，一旦常数的数值发生变化，就必须逐个找出程序中所有的常数，并逐一进行修改，这样必然会降低程序的可维护性。因此，应尽量当采用预处理命令方式来定义常数，而且还可以避免输入错误。
5、减少判断语句 能够使用条件编译(ifdef)的地方就使用条件编译而不使用if 语句，有利于减少编译生成的代码的长度。
6、表达式 对于一个表达式中各种运算执行的优先顺序不太明确或容易混淆的地方，应当采用圆括号明确指定它们的优先顺序。一个表达式通常不能写得太复杂，如果表达式太复杂，时间久了以后，自己也不容易看得懂，不利于以后的维护。
7、函数 对于程序中的函数，在使用之前，应对函数的类型进行说明，对函数类型的说明必须保证它与原来定义的函数类型一致，对于没有参数和没有返回值类型的函数应加上“void”说明。如果果需要缩短代码的长度，可以将程序中一些公共的程序段定义为函数。如果需要缩短程序的执行时间，在程序调试结束后，将部分函数用宏定义来代替。注意，应该在程序调试结束后再定义宏，因为大多数编译系统在宏展开之后才会报错，这样会增加排错的难度。
8、尽量少用全局变量，多用局部变量 因为全局变量是放在数据存储器中，定义一个全局变量，MCU 就少一个可以利用的数据存储器空间，如果定义了太多的全局变量，会导致编译器无足够的内存可以分配；而局部变量大多定位于MCU 内部的寄存器中，在绝大多数MCU 中，使用寄存器操作速度比数据存储器快，指令也更多更灵活，有利于生成质量更高的代码，而且局部变量所能占用的寄存器和数据存储器在不同的模块中可以重复利用。
9、设定合适的编译程序选项 许多编译程序有几种不同的优化选项，在使用前应理解各优化选项的含义，然后选用最合适的一种优化方式。通常情况下一旦选用最高级优化，编译程序会近乎病态地追求代码优化，可能会影响程序的正确性，导致程序运行出错。因此应熟悉所使用的编译器，应知道哪些参数在优化时会受到影响，哪些参数不会受到影响。
将程序划分为逻辑清晰的模块，每个模块负责特定的功能。这不仅有助于代码的重用，也便于团队协作和未来的维护。 将程序划分为多个功能模块，每个模块完成特定的功能，便于调试和维护。
模块化设计还可以提高代码的重用性，常用的功能模块可以封装为库。 将不同的功能划分成独立的模块，例如数据采集模块、通信模块、控制模块等。每个模块专注于一个特定的任务，使得程序结构更加清晰。 对于循环和条件语句，确保代码块的结构清晰，避免不必要的嵌套。 在不影响代码可读性的前提下，适当展开小循环以提高执行效率。 减少循环次数：通过算法优化或数学变换减少循环体的执行次数。
使用更快的循环结构：如使用for循环代替while循环，在循环次数已知的情况下可以提高效率。
展开循环：将循环体中的代码复制多次，以减少循环控制语句的开销（但需注意代码膨胀问题）。 利用编译器提供的优化选项，如-O1、-O2等，来自动优化代码。 在单片机上尽量避免使用浮点数运算，改用定点数或其他整数算法来提高运算速度。 使用结构体或联合体优化数据存储，将经常访问的数据放在一起，以减少内存访问时间。 单片机程序结构优化是一个多方面的过程，涉及代码风格、模块化设计、数据类型选择、算法和数据结构优化、函数使用、编译选项设置以及硬件资源管理等多个方面。 将程序分解成独立的模块，每个模块负责特定的功能，这不仅提高了代码的可维护性，也便于团队协作开发。
保持模块间变量的独立性，减少全局变量的使用，以降低模块间的耦合度。 减少分支次数：通过算法优化减少分支语句的执行次数。
使用更快的分支结构：如使用条件编译代替if语句，以减少编译生成的代码长度。
预测分支：利用编译器的分支预测功能或手动优化代码以减少分支误预测带来的性能损失。 创建常用的功能函数库，避免重复编写相同的代码。 中断处理程序应尽可能短小，避免在中断服务程序中做复杂处理。
合理设置中断优先级，减少不必要的中断请求。 使用常量和宏定义来代替硬编码的值，这样可以使代码更易于理解和修改。
定义常用的常数和配置项，便于统一管理和调整。 在不影响程序逻辑的前提下，尽量使用运算量小但功能相同的表达式替换复杂的表达式，如使用位操作代替求余运算。 函数调用是程序中另一个耗时的操作，因此应避免不必要的函数调用。可以通过内联函数、宏替换等方式减少函数调用开销。 选择合适的算法和数据结构，避免使用效率低下的算法。
对于循环和条件判断较多的部分，考虑使用查找表（lookup tables）或其他数据结构来提高效率。 如使用快速排序算法代替冒泡排序算法进行排序操作；使用哈希表代替链表进行查找操作等。