AVR使用struct或#define定义引脚

Question

我见过很多人说＆＃34;总是使用#define定义库中某些东西的引脚和端口＆＃34;而目前，这也是我所做的。但我正在考虑使用结构而不是这种方法。

我使用shiftregister及其库的示例

我认为是专业人士

• 使用一个库轻松处理多个shiftregister
• 您不需要更改库的源文件中的任何内容

我所看到的是什么

• 占用空间（与#define不同）
• 可能需要更多时间进行计算，因为您必须考虑可以为每个班次注册使用不同的端口，并且您必须检查

您是否了解使用结构而不是某些#defines的优缺点？ 并且你会认为缺点是足够重要的东西，所以你永远不会使用结构（即使它不是时间或空间关键）？

Answer 1

以下代码将AVR引脚（PD1）设置为驱动为高电平（假设它已作为输出启用）：

PORTD |= (1 << 1);

AVR GCC编译器善于将这样的代码编译成单个AVR汇编指令（名为sbi），但前提是它在编译时确切知道您要写入的寄存器（PORTD ），你在设置什么位（第1位）。

使用一条指令代替多条指令设置该位有很多好处：

• 占用较少的代码空间。
• 它运行得更快。
• 即使可能会运行一个修改同一寄存器的中断也是安全的，因为读取，修改和写入步骤都发生在一条无法中断的指令中。

如果使用用#define定义的预处理器宏来定义引脚，那么在预处理器运行之后，代码看起来就像上面的代码一样，并且应该编译成单个指令。

另一方面，如果使用结构来定义引脚，并将这些结构动态地传递给库，那么编译器很可能无法进行此优化。

这是一个链接，您可以在其中看到设置引脚的两种方法，并看到struct方法效率低得多：

https://godbolt.org/g/mkxHc2

请注意，除了此处讨论的两种方法之外，还有许多其他方法可以指定和操作引脚。 Arduino库通常将引脚表示为单个数字，然后调用pinMode和digitalWrite等函数来操作指定的引脚。 （pinMode和digitalWrite的实现非常低效，必须禁用中断，但可以对其进行改进。）

更高级的技术是使用C ++模板参数来指定引脚，就像FastGPIO library那样。