單片機編程語言的比較

單片機又稱單片微控制器，它是把一個計算機系統(tǒng)，包括cpu、ram、rom、定時/計數(shù)器和多種i/o接口集成到一個芯片上。由于單片機的種種優(yōu)點和特性，其應(yīng)用領(lǐng)域極其廣泛。單片機系統(tǒng)同樣也由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)構(gòu)成，因此涉及到程序的編寫問題。單片機的編程語言很多，大致分成三類：機器語言、匯編語言、高級語言。機器語言由于繁瑣容易出錯，一般用戶已經(jīng)不再使用。下面分別對匯編語言和最常用的高級語言進行分析。

單片機的匯編語言

匯編語言是一種用文字助記符來表示機器指令的符號語言，是最接近機器碼的一種語言。其主要優(yōu)點是占用資源少，程序執(zhí)行效率高，由于它一條指令就對應(yīng)一條機器碼，每一步的執(zhí)行動作都很清楚，并且程序大小和堆棧調(diào)用情況都容易控制，調(diào)試起來也比較方便。但是不同的類型的單片機，其匯編語言可能有點差異，所以不易移植，因為他們的指令系統(tǒng)是有區(qū)別的。但懂得匯編語言可幫助了解影響任何語言效率的特殊規(guī)定。例如，懂得匯編語言指令就可以使用在片內(nèi)ram作變量的優(yōu)勢，因為片外變量需要幾條指令才能設(shè)置累加器和數(shù)據(jù)指針進行存取。同樣的，當(dāng)要求使用浮點數(shù)和啟用函數(shù)時也只有具備匯編編程經(jīng)驗才能避免生成龐大的、效率低的程序，對于這方面的編程，沒有匯編語言是做不到的。

單片機的c語言

單片機的c語言是一種編譯型程序設(shè)計語言，它兼顧了多種高級語言的特點，并具備匯編語言的功能。c語言具有功能豐富的庫函數(shù)，運算速度快，編譯效率高，有良好的可移植性，而且可以實現(xiàn)直接對系統(tǒng)硬件的控制。此外，c語言程序具有完整的程序模塊結(jié)構(gòu)，從而為軟件開發(fā)中采用模塊化程序設(shè)計方法提供了有力的保障。與匯編相比，有如下優(yōu)點：

對單片機的指令系統(tǒng)不要求了解，僅要求對51的存儲器結(jié)構(gòu)有初步了解，至于寄存器分配、不同存儲器的尋址及數(shù)據(jù)類型等細節(jié)均由編譯器管理。

程序有規(guī)范的結(jié)構(gòu)，可分為不同的函數(shù)。這種方式可使程序結(jié)構(gòu)化，將可變的選擇與特殊操作組合在一起，改善了程序的可讀性。

編程及程序調(diào)試時間顯著縮短，從而提高效率。提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強的數(shù)據(jù)處理能將已編好程序可容易的植入新程序，因為它具有方便的模塊化編程技術(shù)。

功能強而有彈性，提供的庫包含許多標(biāo)準(zhǔn)子程序，具有較強的數(shù)據(jù)處理能力，能將已編好程序容易的植入新程序，因為它具有方便的模塊化編程技術(shù)。

單片機c語言作為一種非常方便的語言而得到廣泛的支持，c語言程序本身并不依賴于機器硬件系統(tǒng)，基本上不做修改就可根據(jù)單片機的不同較快地移植過來。

用單片機c語言進行程序設(shè)計，已成為單片機軟件開發(fā)的一個主流，作為一個技術(shù)全面并涉足較大規(guī)模的軟件系統(tǒng)開發(fā)的單片機開發(fā)人員最好能夠掌握基本的c語言編程。

其他高級語言

對于單片機編程，還有basic語言和pl/m語言。basic一直被認為是初學(xué)編程的語言，容易入門，

pl/m語言可讀性好，可靠性高，但不支持復(fù)雜的算術(shù)運算、浮點變量且無豐富的庫函數(shù)支持。

結(jié)語

匯編語言與處理器密切相關(guān)。每種處理器都有自己的指令系統(tǒng)，相應(yīng)的匯編語言各不相同。所以，匯編語言程序的通用性、可移植性較差。相對來說，高級語言與具體計算機無關(guān)，高級語言程序可以在多種計算機上編譯后執(zhí)行。

匯編語言功能有限，又涉及寄存器、主存單元等硬件細節(jié)，所以編寫程序比較繁瑣，調(diào)試起來也比較困難。高級語言提供了強大的功能，采用類似自然語言的語法，所以容易被掌握和應(yīng)用，它不必關(guān)心諸如標(biāo)志、堆棧等瑣碎問題。

匯編語言本質(zhì)上就是機器語言，它可以直接、有效地控制計算機硬件，因而容易產(chǎn)生運行速度快、指令序列短小的高效率目標(biāo)程序。高級語言不易直接控制計算機的各種操作，編譯程序產(chǎn)生的目標(biāo)程序往往比較龐大、程序難以優(yōu)化，所以運行速度較慢。

綜上所述，單片機的各種編程語言各有各的優(yōu)缺點，作為單片機初學(xué)者，還是應(yīng)該先學(xué)習(xí)匯編語言，因為匯編語言程序除了具有簡潔明快、跳躍性強、占rom資源少等優(yōu)點以外，還因它和單片機底層硬件緊密聯(lián)系，可以讓初學(xué)者更加了解單片機硬件系統(tǒng)各種資源，熟悉各個功能模塊的作用，從而為編出更高效率的程序打好扎實的基礎(chǔ)。

用單片機匯編語言編寫的程序代碼效率高，但學(xué)習(xí)起來相對難度較大，而且對于一個大型項目，如果完全采用匯編語言來編程，就顯得很繁瑣，尤其是遇到算法方面的問題時，匯編語言根本就應(yīng)付不了。況且現(xiàn)在單片機的主頻在不斷的提高，在高頻率時鐘的作用下，我們完全不需要那么高效率的代碼;另外，單片機的rom和ram空間也在不斷的增加，足夠裝得下用c語言寫的任何程序代碼，單片機c語言相關(guān)的資料又多又好找，可移植性非常好，比如只需要改變一個io口寫溫度傳感器的程序在任何一個單片機上都能使用。用單片機c語言進行程序設(shè)計，已成為單片機軟件開發(fā)的一個主流，作為一個技術(shù)人員最好能夠掌握基本的c語言編程。

當(dāng)然，有時候用單片機c語言也不能夠?qū)崿F(xiàn)所有要編寫程序的功能，比如當(dāng)想編寫一個精確控制的定時程序時，用起匯編語言來還是比較方便的。因此想成為一個優(yōu)秀的單片機編程技術(shù)員，最好就是能懂得單片機c語言和匯編語言的混合編程。因為，匯編語言程序占用存儲空間很小、對硬件控制靈活、反應(yīng)速度快，但是其可讀性差、難于調(diào)試與更新維護。c語言更新維護方便、可移植性強，但實踐證明，單獨使用c語言開發(fā)單片機程序也存在諸多不足之處，例如占用存儲空間大、對硬件控制不靈活等。所以單獨使用任何一門語言開發(fā)單片機程序，都不夠理想。為此，要編寫出高速度、高效率、可移植性強的單片機程序，集合c語言與匯編語言各自的優(yōu)勢，創(chuàng)出所謂的單片機c和匯編語言混合編程。在編程過程中，通常用c語言來構(gòu)建程序框架，而用匯編程序作為子程序來處理一些有實時性要求的特殊應(yīng)用。