從51單片機轉到其他的芯片時,總會遇到一個非常郁悶的問題,就是其他芯片有的也許沒有位操作。所以最大的問題就是通過邏輯操作來改變一個字節的某個位。于是在這里總結一下關于位操作的一些表達式。
首先,對一個字節,8位也好,16位也好,32位也好,只有兩種操作,一種叫置位,一種叫清零。先從置位說起。
置位可以對全部位進行操作,也可以對某個位進行操作。
全部操作很簡單直接賦值就ok了。我們假設一個無符號字符型uchar為8位。且最低位為0,也就是說0-7位,而不是1-8位,那么改變值的狀態只需要直接等于就ok了
uchar a=0;
a=0xfe;
這樣的話,就讓a的低1-7位置1,a的0位不變
但這樣做有一個問題,我每次改變數值時,還要先打開計算器,然后設置到2進制功能,然后要把我要選擇的位輸入進去,比如100,然后按16進制功能。然后計算器顯示4。我覺得這樣很麻煩。咋辦呢,結果前輩們就想出了一個法子。通過位移的方法改變一個為,就變成了這樣
uchar a=0;
a = (1<<5);
這樣做的話,就把a的第6位(注意是第6為不是第5位,因為數據最低位是0,而不是1,因為我總是搞混,所以也告誡大家,小心著方面的錯誤,如果搞混,你的數據有可能出錯)置1。那么a的值用2進制表示的話那就是00100000b,那么可能又會有人問,如果我想把第2和第3位置1怎么辦呢?那么你可以這樣
uchar a=0;
a = (3<<1);
這樣做的意思是將二進制(11)位移到第二位的地方。那么第二位,是第一個1,第三位是第二個1。同理假如讓第3位和低5位為1,第4位為0,怎么辦。
uchar a=0;
a = (5<<2);
這樣就可以實現101位移到第3位了,以上,基本是置位的大概操作了,當然這只是一次性的。也就是說,如果我希望1次只操作一個位,比如當a=00000001b時,我希望a的第二位也置1,且第一位仍然保持1,怎么辦呢?那也有辦法,可以采用與操作。例如:a為1,我希望a的第2位置1,且第1位保持不變,那么
uchar a=1;
a |= (1<<1);
這樣就可以達到想要的結果了。然我們來看看,這是為什么?
首先,a=1,變成二進制時,a=00000001b
然后再看下面的那個表達式
a |= (1<<1);
分析一下,看過c語言相關書籍的人大概都知道這個一個含有復合的賦值運算符的表達式。這個式子可以拆成:
a=a|(1<<1);
這樣就不難理解了,(1<<1)的意思是把1左移1位,那么結果就是10b,把這個結果在和a進行或操作,我們知道或操作是同為0結果才是0。
a 00000001
或操作 00000010
結果 00000011
所以這個公式就可以使在不改變a=1的情況下,再使a的第2位變成1,這樣的結果就是a=3。這就是這個公式的大概原理。
不僅這個,我還可以分別對兩個不同的位進行操作。所以我可以這樣:
uchar a=1;
a |= (1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5);
這樣的話,就可以把第3、4、5、6位全部置1,而且保持a的第1位不變,這個公式的最終結果是00111101b。 同樣,這招,在全部置位也有效。但是a原來的值就消失了
uchar a=1;
a = (1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5);
那么結果只有4個1,00111100b,第1位的一就沒有了
同樣比如(3<<1)也可以出現在單一置位當中
uchar a=1
a |= (3<<1);
這個表達式結果為00000111b。到這,置位操作,基本上就都在這了,大多數程序,這幾個方法也夠了,這也是晚上普遍的方法,也許還有其他的方法,如果你知道,希望能夠通知我。下面說說清0,清0可以用(&=~),舉個例子:
uchar a=0xfe;
a &=~ (1<<4);
讓我們來分析一下這個式子,首先這和上面一樣,是一個含有復合的賦值運算符的表達式。拆開來以后
a=a&(~(1<<4))
這個式子比剛才要復雜一些,讓我們先來看看括號最里面的(1<<4)
結果為10000b,然后我們把這個式子取反,因為a是8位的,所以結果被轉換成11101111b,然后我們在把a和這個結果進行與運算。因為與運算的規律是全1為1。
a 11111110b
與操作 11101111b
結果 11101110b
現在,我們清楚了這個結果時怎么來的了。
同樣同時使兩位變為0也可以通過(3<<5)來實現,比如
uchar a=0xfe;
a &=~ (3<<4);
這樣也是可以得到希望的結果的,但是需要注意一下,(1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5),像這種一位一位的變則需要注意一下了。因為清零中先需要取反,所以如果希望一位一位的變,則需要用括號,把結果擴起來,形成一個值,然后再取反,才能得到想要的結果了。比如
uchar a=0xfe;
/*
注意,這樣做是不對的,結果只會把第二位清0,
a &=~ (1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5);
*/
a &=~ ((1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5));
這樣做才能達到希望的效果。
可能大家會想,用(&=)會得到啥樣的結果呢?這我試了一下
uchar a=0xfe
a &= (1<<4);
首先(1<<4),結果是10000,然后再進行與操作
a 11111110b
與操作 00010000b
結果 00010000b
這個結果不是我們想要的,不過這個結果可以達到屏蔽我們不要的位,比如在判斷中,判斷最高位是否為1,可以采用這樣的語句
if(a&0x80)
這句話,如果a的最高位為1,則為真,如果最高位不為1,則為假,如果位最高位為1的話,結果為10000000,在c語言中不為0,則為真,所以判定某位是否為1時,可以采用&操作。
以上就是簡單的總結了一下置位,清零的邏輯操作的方法。