单片机编程语言的比较

引言

单片机又称单片微控制器，它是把一个计算机系统，包括cpu、ram、rom、定时/计数器和多种i/o接口集成到一个芯片上。由于单片机的种种优点和特性，其应用领域极其广泛。单片机系统同样也由硬件系统和软件系统构成，因此涉及到程序的编写问题。单片机的编程语言很多，大致分成三类：机器语言、汇编语言、高级语言。机器语言由于繁琐容易出错，一般用户已经不再使用。下面分别对汇编语言和最常用的高级语言进行分析。

单片机的汇编语言

汇编语言是一种用文字助记符来表示机器指令的符号语言，是最接近机器码的一种语言。其主要优点是占用资源少，程序执行效率高，由于它一条指令就对应一条机器码，每一步的执行动作都很清楚，并且程序大小和堆栈调用情况都容易控制，调试起来也比较方便。但是不同的类型的单片机，其汇编语言可能有点差异，所以不易移植，因为他们的指令系统是有区别的。但懂得汇编语言可帮助了解影响任何语言效率的特殊规定。例如，懂得汇编语言指令就可以使用在片内ram作变量的优势，因为片外变量需要几条指令才能设置累加器和数据指针进行存取。同样的，当要求使用浮点数和启用函数时也只有具备汇编编程经验才能避免生成庞大的、效率低的程序，对于这方面的编程，没有汇编语言是做不到的。

单片机的c语言

单片机的c语言是一种编译型程序设计语言，它兼顾了多种高级语言的特点，并具备汇编语言的功能。c语言具有功能丰富的库函数，运算速度快，编译效率高，有良好的可移植性，而且可以实现直接对系统硬件的控制。此外，c语言程序具有完整的程序模块结构，从而为软件开发中采用模块化程序设计方法提供了有力的保障。与汇编相比，有如下优点：

对单片机的指令系统不要求了解，仅要求对51的存储器结构有初步了解，至于寄存器分配、不同存储器的寻址及数据类型等细节均由编译器管理。

程序有规范的结构，可分为不同的函数。这种方式可使程序结构化，将可变的选择与特殊操作组合在一起，改善了程序的可读性。

编程及程序调试时间显著缩短，从而提高效率。提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能将已编好程序可容易的植入新程序，因为它具有方便的模块化编程技术。

功能强而有弹性，提供的库包含许多标准子程序，具有较强的数据处理能力，能将已编好程序容易的植入新程序，因为它具有方便的模块化编程技术。

单片机c语言作为一种非常方便的语言而得到广泛的支持，c语言程序本身并不依赖于机器硬件系统，基本上不做修改就可根据单片机的不同较快地移植过来。

用单片机c语言进行程序设计，已成为单片机软件开发的一个主流，作为一个技术全面并涉足较大规模的软件系统开发的单片机开发人员最好能够掌握基本的c语言编程。

其他高级语言

对于单片机编程，还有basic语言和pl/m语言。basic一直被认为是初学编程的语言，容易入门，

pl/m语言可读性好，可靠性高，但不支持复杂的算术运算、浮点变量且无丰富的库函数支持。

结语

汇编语言与处理器密切相关。每种处理器都有自己的指令系统，相应的汇编语言各不相同。所以，汇编语言程序的通用性、可移植性较差。相对来说，高级语言与具体计算机无关，高级语言程序可以在多种计算机上编译后执行。

汇编语言功能有限，又涉及寄存器、主存单元等硬件细节，所以编写程序比较繁琐，调试起来也比较困难。高级语言提供了强大的功能，采用类似自然语言的语法，所以容易被掌握和应用，它不必关心诸如标志、堆栈等琐碎问题。

汇编语言本质上就是机器语言，它可以直接、有效地控制计算机硬件，因而容易产生运行速度快、指令序列短小的高效率目标程序。高级语言不易直接控制计算机的各种操作，编译程序产生的目标程序往往比较庞大、程序难以优化，所以运行速度较慢。

综上所述，单片机的各种编程语言各有各的优缺点，作为单片机初学者，还是应该先学习汇编语言，因为汇编语言程序除了具有简洁明快、跳跃性强、占rom资源少等优点以外，还因它和单片机底层硬件紧密联系，可以让初学者更加了解单片机硬件系统各种资源，熟悉各个功能模块的作用，从而为编出更高效率的程序打好扎实的基础。

用单片机汇编语言编写的程序代码效率高，但学习起来相对难度较大，而且对于一个大型项目，如果完全采用汇编语言来编程，就显得很繁琐，尤其是遇到算法方面的问题时，汇编语言根本就应付不了。况且现在单片机的主频在不断的提高，在高频率时钟的作用下，我们完全不需要那么高效率的代码;另外，单片机的rom和ram空间也在不断的增加，足够装得下用c语言写的任何程序代码，单片机c语言相关的资料又多又好找，可移植性非常好，比如只需要改变一个io口写温度传感器的程序在任何一个单片机上都能使用。用单片机c语言进行程序设计，已成为单片机软件开发的一个主流，作为一个技术人员最好能够掌握基本的c语言编程。

当然，有时候用单片机c语言也不能够实现所有要编写程序的功能，比如当想编写一个精确控制的定时程序时，用起汇编语言来还是比较方便的。因此想成为一个优秀的单片机编程技术员，最好就是能懂得单片机c语言和汇编语言的混合编程。因为，汇编语言程序占用存储空间很小、对硬件控制灵活、反应速度快，但是其可读性差、难于调试与更新维护。c语言更新维护方便、可移植性强，但实践证明，单独使用c语言开发单片机程序也存在诸多不足之处，例如占用存储空间大、对硬件控制不灵活等。所以单独使用任何一门语言开发单片机程序，都不够理想。为此，要编写出高速度、高效率、可移植性强的单片机程序，集合c语言与汇编语言各自的优势，创出所谓的单片机c和汇编语言混合编程。在编程过程中，通常用c语言来构建程序框架，而用汇编程序作为子程序来处理一些有实时性要求的特殊应用。