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🚗造轮子—Flash&SRAM优化

发表于 分类于 Valine：
本文字数： 6.6k 阅读时长 ≈ 6 分钟
🚩优化FLASH内存很有效的方式之一：删除无用代码

首先来看一组Arduino内存占用情况的对比：

优化之前

优化之后

明显发生了很大的改变，而实现的功能却是一模一样的。

本次程序例程来自太极创客官网，此平台的Arduino教程深入浅出，对于想学习Arduino的同学，首推太极创客团队。(๑•̀ㅂ•́)و✧

以下便是今天练习的内存优化程序：

🎯优化前代码

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/*
 * 基本功能介绍：
 * 小夜灯配备人体红外感应传感器以及光敏电阻实现照明自动化
 * 点亮和熄灭时产生渐明渐暗效果
 * 在点亮过程中产生呼吸灯的效果
 * 用户可以通过变量 maxRVal、maxGVal、maxBVal 自定义小夜灯点亮的颜色
 * 用户可以通过变量 breathStep、breathStepDelay 自定义小夜灯渐明渐暗的速度
 *
 * 基本电路连接说明：
 * 共阴极RGB-LED引脚R 连接 Arduino控制器引脚6
 * 共阴极RGB-LED引脚G 连接 Arduino控制器引脚5
 * 共阴极RGB-LED引脚B 连接 Arduino控制器引脚3
 * 红外人体感应模块信号输出引脚 连接 Arduino控制器引脚8
 * 光敏电阻分压电路信号输出引脚 连接 Arduino控制器引脚A0
 */
//定义引脚
#define rLedPin 6
#define gLedPin 5
#define bLedPin 3
#define irSensorPin 8
#define lightSensorPin A0
//设置参数
int ledR=0;
int ledG=0;
int ledB=0;

bool irReading;
int lightReading;

int maxRVal=125;
int maxGVal=200;
int maxBVal=33;

int minRVal=39;
int minGVal=65;
int minBVal=11;

int breathStep=1;
int breathStepDelay=18;
bool breathOnOff=0;

bool onOffState;

//debug模式是否开启
//bool debugOn=0;
/*
 * Arduino在控制LED亮度变化时，对于时间的要求很苛刻。
 * 每一次Arduino通过串口监视器输出信息时都会让Arduino短暂停顿
 * 这些短暂停顿会影响小夜灯的渐明渐暗效果。
 * 因此建议在程序开发时令debugOn = 1，以便于观察Arduino
 * 的工作状态并作出必要的修改。
 * 但是在正常工作时，建议将debugOn = 0, 从而确保Arduino
 * 的最佳工作效果。
 * 
 *if(debugOn){
 *    Serial.println("");
 *    Serial.println("===========================");
 *    Serial.print("irReading = "); Serial.println(irReading);
 *    Serial.print("lightReading = "); Serial.println(lightReading);
 *    Serial.println("===========================");
 *    delay(50);
 *}
*/

void setup(){
    
    //引脚模式的设置
    pinMode(rLedPin,OUTPUT);
    pinMode(gLedPin,OUTPUT);
    pinMode(bLedPin,OUTPUT);
    pinMode(irSensorPin,INPUT);
    
    if(debugOn){
        Serial.begin(9600);
        Serial.println("Welcome!"); 
    }
    
    if(minRVal>maxRVal || minGVal>maxGVal || minBVal>maxBVal){
        while(true){//持续闪烁红灯以示警告
            anologWrite(rLedPin,255);
            delay(500);
            anologWrite(rLedPin,0);
            delay(500);
            Serial.println("Bad LED Settings!");
        }
    }
    
}


void loop(){
	irReading=digitalRead(irSensorPin);
    lightReading=digitalRead(lightSensorPin);
    
    if(irReading==HIGH&&lightReading>=880){
        if(onOffState==0)
            fadeUp(maxRVal,maxGVal,maxBVal);
        onOffState=1;
        if(breatheOnOff==1)
            ledBreathe();
    }else{
        if(onOffState==1);
        	fadeDown(0,0,0);
        onOffState=0;
    }
    
}

void fadeUp(int maxRVal,int maxGVal,int maxBVal){
	while(ledR<maxRVal||ledG<maxGVal||ledB<maxBVal){
        if(ledR+breatheStep<maxRVal){
            ledR+=breatheStep;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }else{
            ledR=maxRVal;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }
        
        if(ledG+breatheStep<maxGVal){
            ledG+=breatheStep;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }else{
            ledG=maxGVal;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }
        
        if(ledB+breatheStep<maxBVal){
            ledB+=breatheStep;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }else{
            ledB=maxBVal;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }
        
        delay(breatheStepDelay);  
    }
}

void fadeDown(int minRVal,int minGVal,int minBVal){
	while(ledR>minRVal||ledG>minGVal||ledB>minBVal){
        if(ledR-breatheStep>minRVal){
            ledR-=breatheStep;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }else{
            ledR=minRVal;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }
        
        if(ledG-breatheStep>minGVal){
            ledG-=breatheStep;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }else{
            ledG=minGVal;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }
        
        if(ledB-breatheStep>minBVal){
            ledB-=breatheStep;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }else{
            ledB=minBVal;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }
        
        delay(breatheStepDelay);  
    }	
}

void ledBreathe(){
    fadeDown(minRVal,minGVal,minBVal);
    fadeUp(maxRVal,maxGVal,maxBVal);
}

🎯优化后代码

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#define rLedPin 6
#define gLedPin 5
#define bLedPin 3
#define irSensorPin 8
#define lightSensorPin A0

int ledR=0;  //byte ledR=0;
int ledG=0;  //byte ledG=0;
int ledB=0;  //byte ledB=0;

bool irReading;
int lightReading;

int maxRVal=125; //const int PROGMEM maxRVal=125;
int maxGVal=200; //
int maxBVal=33;  //

int minRVal=39;  //
int minGVal=65;  //
int minBVal=11;  //

int breathStep=1;      //  
int breathStepDelay=18;//
bool breathOnOff=0;    //

bool onOffState; 


void setup(){
    
    //引脚模式的设置
    pinMode(rLedPin,OUTPUT);
    pinMode(gLedPin,OUTPUT);
    pinMode(bLedPin,OUTPUT);
    pinMode(irSensorPin,INPUT);
    
    if(debugOn){
        Serial.begin(9600);
        Serial.println(F("Welcome!")); 
    }
    
    if(minRVal>maxRVal || minGVal>maxGVal || minBVal>maxBVal){
        while(true){
            anologWrite(rLedPin,255);
            delay(500);
            anologWrite(rLedPin,0);
            delay(500);
            Serial.println(F("Bad LED Settings!"));
        }
    }
    
}


void loop(){
	irReading=digitalRead(irSensorPin);
    lightReading=digitalRead(lightSensorPin);
    
    if(irReading==HIGH&&lightReading>=880){
        if(onOffState==0)
            fadeUp(maxRVal,maxGVal,maxBVal);
        onOffState=1;
        if(breatheOnOff==1)
            ledBreathe();
    }else{
        if(onOffState==1);
        	fadeDown(0,0,0);
        onOffState=0;
    }
    
}

void fadeUp(int maxRVal,int maxGVal,int maxBVal){
	while(ledR<maxRVal||ledG<maxGVal||ledB<maxBVal){
        if(ledR+breatheStep<maxRVal){
            ledR+=breatheStep;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }else{
            ledR=maxRVal;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }
        
        if(ledG+breatheStep<maxGVal){
            ledG+=breatheStep;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }else{
            ledG=maxGVal;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }
        
        if(ledB+breatheStep<maxBVal){
            ledB+=breatheStep;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }else{
            ledB=maxBVal;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }
        
        delay(breatheStepDelay);  
    }
}

void fadeDown(int minRVal,int minGVal,int minBVal){
	while(ledR>minRVal||ledG>minGVal||ledB>minBVal){
        if(ledR-breatheStep>minRVal){
            ledR-=breatheStep;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }else{
            ledR=minRVal;
            anologWrite(rLedPin,ledR);
        }
        
        if(ledG-breatheStep>minGVal){
            ledG-=breatheStep;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }else{
            ledG=minGVal;
            anologWrite(gLedPin,ledG);
        }
        
        if(ledB-breatheStep>minBVal){
            ledB-=breatheStep;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }else{
            ledB=minBVal;
            anologWrite(bLedPin,ledB);
        }
        
        delay(breatheStepDelay);  
    }	
}

void ledBreathe(){
    fadeDown(minRVal,minGVal,minBVal);
    fadeUp(maxRVal,maxGVal,maxBVal);
}

✔优化代码技巧：

  • 串口监视器输出:Serial.println(“……”);[SRAM] → Serial.println(F(“……”));[Flash]
  • 常量：const int a = 125;[SRAM] → const int PROGMEM a = 125;[Flash]
  • 变量（尽量使用局部变量代替全局变量）：全局变量[独享SRAM] → 局部变量[共享SRAM]
  • 数据类型：int [2字节] → bool/byte[1字节]
我不管，我要吃棒棒糖~