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C语言编程开发中用好位操作符1. C语言中的位操作符因为C语言的设计目的是取代汇编语言，所以它必须支持汇编语言所具有的运算能力，所以C语言支持全部的位操作符(Bitwise Operators)。位操作是对字节或字中的位(bit)进行测试、置位或移位处理，在对微处理器的编程中，特别适合对寄存器、I/O端口进行操作。因而本节将对此作比较详细地介绍。6种位操作符的形式与含义如下：& ：按位“与”(AND)；| ：按位“或”(OR)； ：按位“异或”(XOR)； ：“取反” (NOT)； ：数据右移； 将变量的各位按要求向右移动若干位。右移语句的通常形式是：variable 右移位数如：a = 1111 0000；进行 a = a 2 操作后，a = 0011 1100。6) 数据左移数据左移操作符 将变量的各位按要求向左移动若干位。左移语句的通常形式是：variable 左移位数如：a = 1111 0000；进行 a = a 2 操作后，a =1100 0000。无论是左移还是右移，当某位从一端移出时，另一端出现的空白将以从外面移入的0（某些计算机是送1，详细内容请查阅相应C编译程序用户手册）来补充。这说明，移位不同于循环，从一端移出的位并不送回到另一端去，移去的位永远丢失了，同时在另一端只能补上相应位数的0。移位操作可用于整数的快速乘除运算，左移一位等效于乘2，而右移一位等效于除以2。如：x = 7， 二进制表达为：0000 0111，x 1 0000 1110，相当于： x =2*7=14，x 3 0111 0000，相当于： x=14*2*2*2=112x 2 0011 0000， x=48x 3 0000 0110 x=48/8=6x 1 0000 0011 x=6/2=3移位操作还可以配合其它位操作夫对寄存器或者数据I/O接口的各个位进行设置、检测，具体方法见下一节。 2.位操作符的一些实用方法介绍1) 学会应用复合运算符如前面所介绍的，位操作运算符可以和赋值运算符“=”一起组成复合运算符。即如下5个：=、&=、=、|=其中，x = y，相当于x = x = y，相当于x = x y；x & = y， 相当于x = x & y；x = y， 相当于x = x y；x | = y， 相当于x = x | y；学会在C语言中使用复合运算符，可以简化源程序，优化目标程序。2) C 语言中一些常见的位操作方法由于我们此处学习C 语言的目的主要是为了开发微控制器的控制程序，为此我们特别关注一下对MPU的寄存器、I/O中某一位的操作语句。假如要对PORTA(端口A)的某些位进行赋值、置0、置1、取反、测试，可能会用到如一下一些语句： PORTA = 0x87给整个PORTA赋值，作用是将1000 0111这个数赋予PORTA，即让PORTA的第0、1、2和7位置1，其它位清0。 PORTA = (17) 给整个PORTA赋值，作用等价于PORTA = 0x80，将1000 0000这个数赋予PORTA，将指定的第7位置1，其余各位置0。只不过这里包括了两个步骤，即先是括号中的17操作，表示将0x01这个数左移7位，其值变成0x80，再将它赋予PORTA。 PORTA = (17) | (1 3) | (1 2)给整个PORTA赋值，作用与中的操作相同，但是是分别对7、3、2位置1，而将其它各位均置0。它先要分别对三个括号中给定的值进行移位操作，再将它们按位“与”，最后将值赋予PORTA。即： 1000 0000 (1 7) 0000 1000 (1 3) | 0000 0100 (1 2) PORTA = 1000 1100 PORTA & = 0x80使PORTA中的指定位清0，等价于PORTA =PORTA & (0x80)。由于0x80的二进制表达形式为1000 0000，利用其最高位为1，其它各位均为0的特性，作为一个模板将其等于1的那些位(如本例中的第7位)屏蔽起来，使之保持不变，而将其它位清0(不管原来为0还是为1)。因为PORTA与0x80按位“与”的结果如下：PORTA = 0x87 1000 0111& 0x80 1000 0000 = 1000 0000操作后，第7位的原来值1被保留，其它各个位被清0，其中最低的3位原来为1，现在均为0了。 PORTA & = (17)它也等价于PORTA & = 0x80：这里也包括了两个步骤，即先执行括号中的17操作，将0x01左移7位，其值变成0x80，再将它与PORTA做按位“与”。该操作将除指定的第7位以外的各个位清0。PORTA & = (1 7)该指令在等号后面加了取反符号 。与上一条操作的区别是，在与PORTA做按位“与”前，还将0x80先行取反，将1000 0000转换成0111 1111，再做按位“与”操作。这样的操作结果是将指定的第7位清零，其它各位保持不变。 PORTA | = (17)等价于PORTA = PORTA | (17)，这里也是先执行括号中的17操作，将0x01左移7位，其值变成0x80，再将它与PORTA做按位“或”。若操作前PORTA的初始值为0x07，则： PORTA 0000 0111| 0x80 1000 0000PORTA = 1000 0111该操作将最高位置1，其它各位保持不变。要注意的是，这条指令与PORTA = (17) 相比，虽然都可以使指定的某一位置1，但它们有着不同之处。PORTA = (17) 执行后，虽然某一位被置1了，但其它的位却被修改了，即不管PORTA的初始值为什么，原来为1的位都会被0覆盖，执行的结果总是为1000 0000。而本条指令却可以将其它位屏蔽起来，在改变要设置的那一位的同时，并不改变其它位的状态。3) 巧用C语言中的位操作方法 将寄存器的指定位置1或清0在实际应用中，经常利用：PORTA | = (1 n) 这条指令将寄存器的任意位置1，而又不影响其它位的现有状态。比如说，你如果想将第4位置1，就使用：PORTA | = (1 4) 就行了。当然，也可以使用：PORTA | = (1 7) | (1 4 ) | (1 0) 这样的指令一次将设第8、5和1位置1，但又不影响到其它位的状态。在实际应用中，经常利用：PORTA & = (1 n) 这条指令将寄存器的任意位清0，而又不影响其它位的现有状态。比如说，你如果想将第4位清0，就使用：PORTA & = (1 4) 就行了。在启动nRF905芯片向空中发送数据时，采用以下函数：/* ShockBurst 发射数据 */void nrf905_TxSend(void) PORTD|=(110us PORTD &= (1TRXCE);其中让PORTD中控制TRX_CE信号的那一位先置1，再清0，输出一高一低的脉冲信号，就在一个脉冲周期内，完成了一次数据发送。因为在程序的开头已经定义TRX_CE信号为PD6位，即TRXCE = 6，因而上面两行程序等价于：PORTD|=(1 6);PORTD &= (1 6); 测试寄存器指定位的状态nRF905在接收数据过程中，要分别发出CD、AM和DR信号，而MPU也要分别对这些位进行检测，看它们是否变高，若变高，就执行下一步，否则就跳出分支，返回主程序。下面就是对这些位进行检测的一段函数：/*检查接收情况*/ void nrf905_RxRecv(void) while (PIND&(1CD)=0); /CD引脚置1,检测到载波信号 while (PIND&(1AM)=0); /一般先AM=1指示地址匹配对 while (PIND&(1DR)=0); /DR=1时表示数据接收对而且Crc正确 /nrf905已经接收到数据 nrf905_ReadData(0);/读出nrf905中的数据其中有：while (PIND&(1DR)= =0); 或者：if (PIND&(1DR)= =0); 语句，其功能就是对寄存器指定的位进行测试。括号中是一个等式，我们将其拆分开介绍它的作用：1DR：DR在程序的开始已经被定义为2，(1DR)也就是(1 2)，表示将0x01左移2位，结果为0000 0100；PIND& (1DR)：PIND为PORTD端口的8位引脚的值，PIND& (1DR)表示让它和(1DR) 亦即和0000 0100按位相“与”。不管PIND的其它位为何值，由于和0相与，这些位的结果都为0，我们关心的只有第2位的状态。由于该位与1相与，只要DR为高，就会有： PIND xxx x1xx& 0000 0100 结果