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C语言基础笔记——位操作

news 2025/7/18 17:10:56

基础知识

1. 位运算概述

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2. 位运算概览

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3. 按位与运算符（&）

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4. 按位或运算符（|）

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5. 异或运算符（^）

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6. 取反运算符（~）

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7. 左移运算符（<<）

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8. 右移运算符（>>）

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9. 复合赋值运算符

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位运算示例：

假设有定义uint8_t a = 3,b = 5; 则
a&b = 1; a|b = 7; a^b =6; ~a=0b 1111 1100; a>>1 == 1; b<<2 = 20;

在单片机中的应用

在单片机软件开发中，位操作是硬件寄存器控制和资源优化的核心手段。

一、常用位操作

1.基本位操作

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2. 多比特操作

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3. 移位操作

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二、在寄存器中的运用

寄存器配置要点：
对寄存器进行配置时，通常有两种方式：

先将带设置的位清0，然后再设置对应的值
先将寄存器的值读出来，修改完成后，再写回去

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三、代码技巧

1. 使用宏定义寄存器地址和位掩码

// 定义寄存器地址（假设PORTB地址为0x25）
#define PORTB (*(volatile uint8_t*)0x25)
// 定义位掩码
#define LED_PIN  (1 << 5)  // PB5
#define BUTTON_PIN (1 << 2) // PB2// 使用示例
PORTB |= LED_PIN;     // 点亮LED
if (PORTB & BUTTON_PIN) { /* 按钮按下 */ }

2. 位域结构体（用于寄存器映射）

typedef struct {uint8_t mode  : 2;  // 低2位：模式配置uint8_t enable : 1;  // 第2位：使能位uint8_t        : 3;  // 匿名位域填充（保留未用）uint8_t error  : 2;  // 高2位：错误码
} ControlReg;volatile ControlReg* pReg = (volatile ControlReg*)0x4000;
pReg->enable = 1;  // 直接操作寄存器位

3. 联合体（Union）与位操作

结合联合体和结构体，实现灵活的数据访问：

typedef union {uint16_t value;       // 整体值struct {uint8_t low;      // 低字节uint8_t high;     // 高字节};struct {uint8_t bit0 : 1;  // 按位访问// ... 其他位定义};
} DataReg;DataReg reg;
reg.value = 0x1234;
reg.high = 0xAB;  // 修改高字节
if (reg.bit0) {   // 检查第0位// ...
}

4. 内联函数或宏封装常用操作

// 宏封装置位和清零
#define SET_BIT(reg, bit)   ((reg) |= (1 << (bit)))
#define CLEAR_BIT(reg, bit) ((reg) &= ~(1 << (bit)))// 内联函数判断位状态
static inline bool IsBitSet(volatile uint8_t* reg, uint8_t bit) {return (*reg & (1 << bit)) != 0;
}