當(dāng)前，大多數(shù)單片機(jī)編程都是使用C語(yǔ)言完成的，如果不是C，則是另一種高級(jí)語(yǔ)言，如C++。但真實(shí)情況并非總是如此，在使用單片機(jī)的早期，所有代碼都是用匯編語(yǔ)言編寫的，在那時(shí)這是唯一的選擇。記得在那時(shí)候，內(nèi)存是極其有限的，因此必須非常嚴(yán)格地控制它的使用。而且除此之外，沒(méi)有可用的高級(jí)語(yǔ)言工具。

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，程序開發(fā)語(yǔ)言變得更多，單片機(jī)的功能也變得越來(lái)越強(qiáng)大（16位、32位，再到64位），價(jià)格變得更便宜，集成度更密集，應(yīng)用程序也變得更復(fù)雜。

那么，為什么現(xiàn)在還需要學(xué)會(huì)匯編語(yǔ)言？單片機(jī)開發(fā)人員應(yīng)具有閱讀匯編語(yǔ)言的能力，這其中有兩個(gè)原因。

首先，單片機(jī)中的代碼效率幾乎總是至關(guān)重要的?，F(xiàn)代編譯器通常在優(yōu)化代碼方面做得非常出色。但是，了解編譯器工作原理很重要。否則，開發(fā)人員在做調(diào)試時(shí)可能會(huì)造成混亂。

此外，編譯器也可能不夠完美的運(yùn)行，比如用C語(yǔ)言編寫代碼時(shí)，不是以最清晰的方式編寫的，開發(fā)人員需要能夠理解出了什么問(wèn)題。檢查編譯器生成的代碼應(yīng)該是開發(fā)過(guò)程中的日常工作，這提供了機(jī)會(huì)來(lái)確保編譯器的輸出確實(shí)能夠達(dá)到程序員的預(yù)期。

有些開發(fā)人員需要能夠讀懂匯編的第二個(gè)原因是，在做“硬件開發(fā)”進(jìn)行編程時(shí)，這是必不可少的。如今，驅(qū)動(dòng)程序不一定是100％匯編的，但是某些匯編語(yǔ)言的內(nèi)容幾乎是不可避免的。為了最有效地使用驅(qū)動(dòng)程序并進(jìn)行故障排除，必須能夠詳細(xì)了解驅(qū)動(dòng)程序在做什么。

為什么要學(xué)會(huì)編寫匯編語(yǔ)言

編寫匯編語(yǔ)言呢？如今，用匯編語(yǔ)言編寫整個(gè)應(yīng)用程序是非常少見的，至少大多數(shù)代碼都是用C編寫的。因此，C編程技能是單片機(jī)開發(fā)的關(guān)鍵要求。但是，一些開發(fā)人員需要掌握匯編語(yǔ)言編程。當(dāng)然，此技能是針對(duì)特定處理器的。但是，如果設(shè)計(jì)人員已經(jīng)掌握了一個(gè)CPU的匯編語(yǔ)言，則遷移到另一個(gè)CPU并不會(huì)太有挑戰(zhàn)性。

編寫匯編語(yǔ)言有兩個(gè)原因。第一個(gè)也是最重要的原因是實(shí)現(xiàn)一些用C語(yǔ)言無(wú)法表達(dá)的功能。一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：禁用中斷功能。這可以通過(guò)編寫匯編語(yǔ)言子例程并像調(diào)用C函數(shù)一樣調(diào)用它來(lái)實(shí)現(xiàn)。為此，必須知道正在使用的C編譯器的調(diào)用/返回協(xié)議，但這通常很容易弄清楚。例如，你可以只看編譯器生成的代碼。

實(shí)現(xiàn)匯編語(yǔ)言代碼的另一種方法是，通常使用asm擴(kuò)展關(guān)鍵字將其內(nèi)聯(lián)插入C代碼中。當(dāng)需要單個(gè)或僅幾個(gè)匯編程序指令時(shí)，這特別有意義，因?yàn)橄苏{(diào)用/返回開銷。此擴(kuò)展的實(shí)現(xiàn)因編譯器而異，但通常，asm語(yǔ)句采用以下形式：

asm(" trap #0");

通常，唯一需要用C語(yǔ)言表示的功能的地方是啟動(dòng)代碼和設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。嵌入式軟件應(yīng)用程序開發(fā)的這一部分涉及少量開發(fā)人員。因此，如上所述，對(duì)匯編編寫技能的需求僅限于一組選定的工程師。

一些開發(fā)人員認(rèn)為，他們需要知道如何編寫匯編語(yǔ)言，才能以比編譯器“更有效”的方式實(shí)現(xiàn)代碼。在極少數(shù)情況下，這可能是正確的。因?yàn)?，現(xiàn)在大多數(shù)現(xiàn)代編譯器在優(yōu)化和生成高效代碼方面，已經(jīng)做得非常出色。

這是一個(gè)例子：

#define ARRAYSIZE 4
char aaa[ARRAYSIZE];
int main()
{
    int i;
    for (i=0; i<ARRAYSIZE; i++)
    aaa[i] = 0;
}

這看起來(lái)像一個(gè)簡(jiǎn)單的循環(huán)，將數(shù)組的每個(gè)元素設(shè)置為零。如果你在激活了合理數(shù)量的優(yōu)化的情況下進(jìn)行編譯并嘗試調(diào)試代碼，你將得到一個(gè)奇怪的結(jié)果：它將直接跳入循環(huán)（即，表現(xiàn)得好像根本沒(méi)有循環(huán)）。這是因?yàn)榫幾g器確定將零移動(dòng)32位到數(shù)組中比循環(huán)更有效。

結(jié)果代碼如下所示：

mov r3, #0
ldr r2, .L3
mov r0, r3
str r3, [r2]
bx lr
.L3:
.word .LANCHOR0

調(diào)整ARRAYSIZE的值會(huì)產(chǎn)生一些有趣的結(jié)果。將其設(shè)置為5可得到以下效果：

mov r3, #0
ldr r2, .L3
mov r0, r3
str r3, [r2]
strb r3, [r2, #4]

仍然沒(méi)有循環(huán)。使它繼續(xù)進(jìn)行下去是8：

然后，為64位CPU構(gòu)建此代碼將變得更好：

mov w0, 0
str xzr, [x1, #:lo12:.LANCHOR0]

因此，它可以繼續(xù)運(yùn)行。較大的數(shù)組大小會(huì)導(dǎo)致有效的循環(huán)，或者可能只是調(diào)用諸如memset（）之類的庫(kù)函數(shù)，這是可以從匯編中調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)C庫(kù)函數(shù)。

最重要的是，匯編語(yǔ)言技能遠(yuǎn)不是過(guò)時(shí)的，單片機(jī)開發(fā)人員不應(yīng)該僅限于會(huì)閱讀匯編語(yǔ)言。