C语言 | 位操做的一些技巧

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操做位有两种方法，一种是位字段，另外一种是使用按位运算符。位字段的方法可查看往期笔记：【C语言笔记】位域。本文介绍使用按位运算符操做位的方法。下表为几种位操做符及其含义：

不改变其余位的值的情况下，对某几个位进行设值

在嵌入式编程中，经常须要对一些寄存器进行配置，有的状况下须要改变一个字节中的某一位或者几位，可是又不想改变其它位原有的值，这时就可使用按位运算符进行操做。下面进行举例说明，假若有一个8位的TEST寄存器：

当咱们要设置第0位bit0的值为1时，可能会这样进行设置：

TEST = 0x01;

可是，这样设置是不够准确的，由于这时候已经同时操做到了高7位：bit1~bit7，若是这高7位没有用到的话，这么设置没有什么影响；可是，若是这7位正在被使用，结果就不是咱们想要的了。

在这种状况下，咱们就能够借用“&”和“|”进行配置。

对于二进制位操做来讲，无论该位原来的值是0仍是1，它跟0进行&运算，获得的结果都是0，而跟1进行&运算，将保持原来的值不变；无论该位原来的值是0仍是1，它跟1进行|运算，获得的结果都是1，而跟0进行|运算，将保持原来的值不变。

因此，此时能够设置为：

TEST = TEST | 0x01;

其意义为：TEST寄存器的高7位均不变，最低位变成1了。在实际编程中，常改写为：

TEST |= 0x01;

这种写法能够必定程度上简化代码，是 C 语言经常使用的一种编程风格。

一样的，要给TEST的低4位清0，高4位保持不变，能够进行以下配置：

TEST &= 0xF0;

这个场景单片机开发中常用，方法就是先对须要设置的位用&操做符进行清零操做，而后用|操做符设值。好比我要改变GPIOA的状态,能够先对寄存器的值进行&清零操做：

GPIOA->CRL &= 0XFFFFFF0F; //将第4-7位清0

而后再与须要设置的值进行|或运算：

GPIOA->CRL |= 0X00000040; //设置相应位的值，不改变其余位的值

移位操做提升代码的可读性。

移位操做在单片机开发中也很是重要，下面让咱们看看固件库的GPIO初始化的函数里面的一行代码：

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

这个操做就是将BSRR寄存器的第pinpos位设置为1，为何要经过左移而不是直接设置一个固定的值呢？其实，这是为了提升代码的可读性以及可重用性。这行代码能够很直观明了的知道，是将第pinpos位设置为1。若是你写成：

GPIOx->BSRR = 0x0030;

这样的代码就很差看也很差重用了。
相似这样的代码不少:

GPIOA->ODR |= 1 << 5; //PA.5输出高,不改变其余位

这样咱们一目了然，5告诉咱们是第5位也就是第6个端口，1告诉咱们是设置为1了。

~取反操做使用技巧

SR寄存器的每一位都表明一个状态，某个时刻咱们但愿去设置某一位的值为0，同时其余位都保留为1，简单的做法是直接给寄存器设置一个值：

TIMx->SR = 0xFFF7；

这样的做法设置第3位为0，可是这样的做法一样很差看，而且可读性不好。看看库函数代码中怎样使用的：

TIMx->SR = (uint16_t)~TIM_FLAG;

而TIM_FLAG 是经过宏定义定义的值：

#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)

即设置SR第3位为0时可设置为：

TIMx->SR = (uint16_t)~TIM_FLAG_CC3;

以上就是关于位操做在嵌入式编程中的一些技巧，若有错误，欢迎指出！

参考资料：

《STM32F1开发指南-库函数版本_V3.1 》

《手把手教你学51单片机》