單片機(jī)C語(yǔ)言位操作實(shí)例

DDRB.3 = 1;

而在IAR、ICCAVR和GCCAVR中沒有bit類型的運(yùn)算，當(dāng)它們需要訪問寄存器的某一位時(shí)，只能使用ANSI C語(yǔ)言的位運(yùn)算功能。

C語(yǔ)言是為描述系統(tǒng)而設(shè)計(jì)，因此它具有匯編語(yǔ)言所能完成的一些功能，有較好的位操作指令：“&”，“|”,“~”、“<<”、“>>”。在控制領(lǐng)域，經(jīng)常需要控制某一個(gè)二進(jìn)制位，標(biāo)準(zhǔn)C有兩種方法實(shí)現(xiàn)單個(gè)位的操作。

1. 用“讀-修改-寫”實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)位的操作

在沒有單個(gè)位的位操作指令的情況下，一般是采用“讀-修改-寫”的方法實(shí)現(xiàn)單個(gè)位的位操作，即：

Ø 通過(guò)與0“與”操作，將某一位清0。例如，使i變量的第0位為0，實(shí)現(xiàn)方法為：i = i&0xfe;

Ø 通過(guò)與1相 “或”操作，將某一位置1。例如，使i變量的第0位為1，實(shí)現(xiàn)方法為 i = i|0x01；

Ø 通過(guò)與1進(jìn)行“異或”操作，將某一位取反。例如，使i變量的第0位取反，實(shí)現(xiàn)方法為 i = i^0x01。

注意：采用“讀-修改-寫”的方法時(shí)不要影響其他位。即某位清0時(shí)，其他位與1相 “與”；某位置1時(shí)，其他位與0“或”；取反時(shí)，其他位與0“異或”。

很多程序員喜歡采用下面的移位方式，語(yǔ)句簡(jiǎn)練：

#define bit(x) (1<<(x))

#define LED 2

PORTB|= bit(LED); //將PORTB第二位置1，點(diǎn)亮連接在I/O口的LED

該方式下，程序運(yùn)行時(shí)會(huì)增加移位操作，生成的代碼較大。若按如下方式直接定義生成的代碼就不會(huì)有移位操作：

#define LED 0X04

PORTB |= LED;

也有程序員采取如下宏定義的方法實(shí)現(xiàn)單個(gè)位的操作，使用十分方便：

#define SET_BIT(x,y) ((x)|=(0x0001<<(y)))//置x的第y位

#define CLR_BIT(x,y) ((x)&=~( 0x0001<<(y)))//清x的第y位為0 #define CPL_BIT(x,y) ((x)^= (0x0001<<(y)))//取反x的第y位

#define GET_BIT(x,y) (((x)&(1<讀取x的第y位

#define LET_BIT(x,y,z) ((x)=(x)&(~(1<<(y)))|((z)<<(y)))//

將x的第y位寫上z(0/1)

2. 通過(guò)位域的(Bit Field )的方法實(shí)現(xiàn)位操作

在系統(tǒng)寄存器設(shè)置時(shí)，很多時(shí)候并不需要修改完整的字節(jié)，而是只修改一個(gè)或幾個(gè)位，標(biāo)準(zhǔn)C提供了一種基于結(jié)構(gòu)體的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)——位域。位域就是把一個(gè)存儲(chǔ)單元中的二進(jìn)制劃分為幾個(gè)不同的區(qū)域，并說(shuō)明每個(gè)區(qū)域的位數(shù)，每個(gè)域有一個(gè)域名，允許在程序中按域名進(jìn)行操作。位域的定義格式如下：

Struct 位域結(jié)構(gòu)名

{

位域列表；

}；

位域列表格式為：類型說(shuō)明符 位域名：位域長(zhǎng)度

Struct k

{

unsigned int a:1;

unsigned int :2;

unsigned int b:3;

unsigned int :0;//空域

}k1;

說(shuō)明：

Ø 各位依次從低位到高位排列，排滿一個(gè)存儲(chǔ)單元，按地址接著排下一個(gè)單元。

Ø 位域可以無(wú)域名，但不能被引用。例如，第2域，這時(shí)它只用來(lái)填充和調(diào)整位置。

Ø 第四行稱為空域，目的是將目前存儲(chǔ)單元的剩余部分分為一個(gè)域，且填充0。

位域的引用，例如;

k1.a = 1;//置k1的BO位為1

k1.b = 7;//置k1的B3-B5位為111

用位域定義位變量，操作I/O口，產(chǎn)生的代碼緊湊、高效。定義的方法如下;

typedef struct INT8_bit_struct

{

unsigned bit0:1; unsigned bit1:1; unsigned bit2:1;

unsigned bit3:1; unsigned bit4:1; unsigned bit5:1;

unsigned bit6:1;unsigned bit7:1;

}bit_field;

再次宏定義每一個(gè)位，使用方法如下：

#define _PINB 0x23

#define _PORTB 0X25

…………

#define IOB2i (*(volatile bit_field *)(_PINB)).bit2

#define IOB2o (*(volatile bit_field *)(_PORTB)).bit2

例如：

void main(void)

{

unsigned char I;

IOB2o = 0;//B口B2位輸出低電平

i = IOB2i;//讀B口B2位，將B口B2位上的電平值送給i

//

}

對(duì)于沒有擴(kuò)展位變量的C語(yǔ)言環(huán)境，在匯編下沒有單個(gè)位的位操作的MCU，通過(guò)位域的方法操作I/O口是最佳的方法；匯編下有單個(gè)位的位操作指令的MCU，可以嵌入式匯編，但是程序的移植性可能會(huì)下降，建議使用位域的方法進(jìn)行操作比較合適。