C語言 | 位操做的一些技巧

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操做位有兩種方法，一種是位字段，另外一種是使用按位運算符。位字段的方法可查看往期筆記：【C語言筆記】位域。本文介紹使用按位運算符操做位的方法。下表爲幾種位操做符及其含義：

不改變其餘位的值的情況下，對某幾個位進行設值

在嵌入式編程中，經常須要對一些寄存器進行配置，有的狀況下須要改變一個字節中的某一位或者幾位，可是又不想改變其它位原有的值，這時就可使用按位運算符進行操做。下面進行舉例說明，假若有一個8位的TEST寄存器：

當咱們要設置第0位bit0的值爲1時，可能會這樣進行設置：

TEST = 0x01;

可是，這樣設置是不夠準確的，由於這時候已經同時操做到了高7位：bit1~bit7，若是這高7位沒有用到的話，這麼設置沒有什麼影響；可是，若是這7位正在被使用，結果就不是咱們想要的了。

在這種狀況下，咱們就能夠借用「&」和「|」進行配置。

對於二進制位操做來講，無論該位原來的值是0仍是1，它跟0進行&運算，獲得的結果都是0，而跟1進行&運算，將保持原來的值不變；無論該位原來的值是0仍是1，它跟1進行|運算，獲得的結果都是1，而跟0進行|運算，將保持原來的值不變。

因此，此時能夠設置爲：

TEST = TEST | 0x01;

其意義爲：TEST寄存器的高7位均不變，最低位變成1了。在實際編程中，常改寫爲：

TEST |= 0x01;

這種寫法能夠必定程度上簡化代碼，是 C 語言經常使用的一種編程風格。

一樣的，要給TEST的低4位清0，高4位保持不變，能夠進行以下配置：

TEST &= 0xF0;

這個場景單片機開發中常用，方法就是先對須要設置的位用&操做符進行清零操做，而後用|操做符設值。好比我要改變GPIOA的狀態,能夠先對寄存器的值進行&清零操做：

GPIOA->CRL &= 0XFFFFFF0F; //將第4-7位清0

而後再與須要設置的值進行|或運算：

GPIOA->CRL |= 0X00000040; //設置相應位的值，不改變其餘位的值

移位操做提升代碼的可讀性。

移位操做在單片機開發中也很是重要，下面讓咱們看看固件庫的GPIO初始化的函數裏面的一行代碼：

GPIOx->BSRR = (((uint32_t)0x01) << pinpos);

這個操做就是將BSRR寄存器的第pinpos位設置爲1，爲何要經過左移而不是直接設置一個固定的值呢？其實，這是爲了提升代碼的可讀性以及可重用性。這行代碼能夠很直觀明瞭的知道，是將第pinpos位設置爲1。若是你寫成：

GPIOx->BSRR = 0x0030;

這樣的代碼就很差看也很差重用了。
相似這樣的代碼不少:

GPIOA->ODR |= 1 << 5; //PA.5輸出高,不改變其餘位

這樣咱們一目瞭然，5告訴咱們是第5位也就是第6個端口，1告訴咱們是設置爲1了。

~取反操做使用技巧

SR寄存器的每一位都表明一個狀態，某個時刻咱們但願去設置某一位的值爲0，同時其餘位都保留爲1，簡單的做法是直接給寄存器設置一個值：

TIMx->SR = 0xFFF7；

這樣的做法設置第3位爲0，可是這樣的做法一樣很差看，而且可讀性不好。看看庫函數代碼中怎樣使用的：

TIMx->SR = (uint16_t)~TIM_FLAG;

而TIM_FLAG 是經過宏定義定義的值：

#define TIM_FLAG_Update  ((uint16_t)0x0001)
#define TIM_FLAG_CC1     ((uint16_t)0x0002)
#define TIM_FLAG_CC2     ((uint16_t)0x0004)
#define TIM_FLAG_CC3     ((uint16_t)0x0008)
#define TIM_FLAG_CC4     ((int16_t)0x0010)
#define TIM_FLAG_COM     ((uint16_t)0x0020)
#define TIM_FLAG_Trigger ((uint16_t)0x0040)
#define TIM_FLAG_Break   ((uint16_t)0x0080)
#define TIM_FLAG_CC1OF   ((uint16_t)0x0200)
#define TIM_FLAG_CC2OF   ((uint16_t)0x0400)
#define TIM_FLAG_CC3OF   ((uint16_t)0x0800)
#define TIM_FLAG_CC4OF   ((uint16_t)0x1000)

即設置SR第3位爲0時可設置爲：

TIMx->SR = (uint16_t)~TIM_FLAG_CC3;

以上就是關於位操做在嵌入式編程中的一些技巧，若有錯誤，歡迎指出！

參考資料：

《STM32F1開發指南-庫函數版本_V3.1 》

《手把手教你學51單片機》