C语言、嵌入式位操作精华技巧大汇总
最近有點忙，好久沒分享筆記了~今天分享關于位操作的一點小筆記。
一、位操作簡單介紹
首先，以下是按位運算符：
在嵌入式編程中，常常需要對一些寄存器進行配置，有的情況下需要改變一個字節中的某一位或者幾位，但是又不想改變其它位原有的值，這時就可以使用按位運算符進行操作。下面進行舉例說明，假如有一個8位的TEST寄存器：
當我們要設置第0位bit0的值為1時，可能會這樣進行設置：
TEST = 0x01;但是，這樣設置是不夠準確的，因為這時候已經同時操作到了高7位：bit1~bit7，如果這高7位沒有用到的話，這么設置沒有什么影響；但是，如果這7位正在被使用，結果就不是我們想要的了。
在這種情況下，我們就可以借用按位操作運算符進行配置。
對于二進制位操作來說，不管該位原來的值是0還是1，它跟0進行&運算，得到的結果都是0，而跟1進行&運算，將保持原來的值不變；不管該位原來的值是0還是1，它跟1進行|運算，得到的結果都是1，而跟0進行|運算，將保持原來的值不變。
所以，此時可以設置為：
TEST = TEST | 0x01;其意義為：TEST寄存器的高7位均不變，最低位變成1了。在實際編程中，常改寫為：
TEST |= 0x01;這種寫法可以一定程度上簡化代碼，是 C 語言常用的一種編程風格。設置寄存器的某一位還有另一種操作方法，以上的等價方法如：
TEST |= (0x01 << 0);第幾位要置1就左移幾位。
同樣的，要給TEST的低4位清0，高4位保持不變，可以進行如下配置：
TEST &= 0xF0;二、嵌入式中位操作的用法
1、一個32bit數據的位、字節讀取操作
（1）獲取單字節：
左右滑動查看全部代碼>>>
#define GET_LOW_BYTE0(x) ((x >> 0) & 0x000000ff) /* 獲取第0個字節 */ #define GET_LOW_BYTE1(x) ((x >> 8) & 0x000000ff) /* 獲取第1個字節 */ #define GET_LOW_BYTE2(x) ((x >> 16) & 0x000000ff) /* 獲取第2個字節 */ #define GET_LOW_BYTE3(x) ((x >> 24) & 0x000000ff) /* 獲取第3個字節 */示例：
（2）獲取某一位：
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#define GET_BIT(x, bit) ((x & (1 << bit)) >> bit) /* 獲取第bit位 */示例：
2、一個32bit數據的位、字節清零操作
（1）清零某個字節：
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#define CLEAR_LOW_BYTE0(x) (x &= 0xffffff00) /* 清零第0個字節 */ #define CLEAR_LOW_BYTE1(x) (x &= 0xffff00ff) /* 清零第1個字節 */ #define CLEAR_LOW_BYTE2(x) (x &= 0xff00ffff) /* 清零第2個字節 */ #define CLEAR_LOW_BYTE3(x) (x &= 0x00ffffff) /* 清零第3個字節 */示例：
（2）清零某一位：
左右滑動查看全部代碼>>>
#define CLEAR_BIT(x, bit) (x &= ~(1 << bit)) /* 清零第bit位 */示例：
3、一個32bit數據的位、字節置1操作
（1）置某個字節為1：
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#define SET_LOW_BYTE0(x) (x |= 0x000000ff) /* 第0個字節置1 */ #define SET_LOW_BYTE1(x) (x |= 0x0000ff00) /* 第1個字節置1 */ #define SET_LOW_BYTE2(x) (x |= 0x00ff0000) /* 第2個字節置1 */ #define SET_LOW_BYTE3(x) (x |= 0xff000000) /* 第3個字節置1 */示例：
（2）置位某一位：
左右滑動查看全部代碼>>>
#define SET_BIT(x, bit) (x |= (1 << bit)) /* 置位第bit位 */4、判斷某一位或某幾位連續位的值
（1）判斷某一位的值
舉例說明：判斷0x68第3位的值。
也就是說，要判斷第幾位的值，if里就左移幾位（當然別過頭了）。在嵌入式編程中，可通過這樣的方式來判斷寄存器的狀態位是否被置位。
（2）判斷某幾位連續位的值
左右滑動查看全部代碼>>>
/* 獲取第[n:m]位的值 */ #define BIT_M_TO_N(x, m, n) ((unsigned int)(x << (31-(n))) >> ((31 - (n)) + (m)))示例：
這是一個查詢連續狀態位的例子，因為有些情況不止有0、1兩種狀態，可能會有多種狀態，這種情況下就可以用這種方法來取出狀態位，再去執行相應操作。
以上是對32bit數據的一些操作進行總結，其它位數的數據類似，可根據需要進行修改。
三、STM32寄存器配置
STM32有幾套固件函數庫，這些固件庫函數以函數的形式進行1層或者多層封裝（軟件開發中很重要的思想之一：分層思想），但是到了最里面的一層就是對寄存器的配置。
我們平時都比較喜歡固件庫來開發，大概是因為固件庫用起來比較簡單，用固件庫寫出來的代碼比較容易閱讀。
最近一段時間一直在配置寄存器，越發地發現使用寄存器來進行一些外設的配置也是很容易懂的。
使用寄存器的方式編程無非就是往寄存器的某些位置1、清零以及對寄存器一些狀態位進行判斷、讀取寄存器的內容等。
這些基本操作在上面的例子中已經有介紹，我們依舊以實例來鞏固上面的知識點（以STM32F1xx為例）：
（1）寄存器配置
看一下GPIO功能的端口輸出數據寄存器 ?(GPIOx_ODR) (x=A..E) ?：
假設我們要讓PA10引腳輸出高、輸出低，可以這么做：
方法一：
GPIOA->ODR |= 1 << 10; /* PA10輸出高（置1操作） */ GPIOA->ODR &= ~（1 << 10）; /* PA10輸出低（清0操作） */也可用我們上面的置位、清零的宏定義：
SET_BIT(GPIOA->ODR, 10); /* PA10輸出高（置1操作） */ CLEAR_BIT(GPIOA->ODR, 10); /* PA10輸出低（清0操作） */方法二：
GPIOA->ODR |= (uint16_t)0x0400; /* PA10輸出高（置1操作） */ GPIOA->ODR &= ~(uint16_t)0x0400; /* PA10輸出低（清0操作） */貌似第二種方法更麻煩？還得去細心地去構造一個數據。
但是，其實第二種方法其實是ST推薦我們用的方法，為什么這么說呢？因為ST官方已經把這些我們要用到的值給我們配好了，在stm32f10x.h中：
這個頭文件中存放的就是外設寄存器的一些位配置。
所以我們的方法二等價于：
GPIOA->ODR |= GPIO_ODR_ODR10; /* PA10輸出高（置1操作） */ GPIOA->ODR &= ~GPIO_ODR_ODR10; /* PA10輸出低（清0操作） */兩種方法都是很好的方法，但方法一似乎更好理解。
配置連續幾位的方法也是一樣的，就不介紹了。簡單介紹配置不連續位的方法，以TIM1的CR1寄存器為例：
設置CEN位為1、設置CMS[1:0]位為01、設置CKD[1:0]位為10：
TIM1->CR1 |= （0x1 << 1)| (0x1 << 5) |(0x2 << 8);這是組合的寫法。當然，像上面一樣拆開來寫也是可以的。
（2）判斷標志位
以狀態寄存器(USART_SR) 為例：
判斷RXNE是否被置位：
/* 數據寄存器非空，RXNE標志置位 */ if (USART1->SR & (1 << 5)) {/* 其它代碼 */USART1->SR &= ~(1 << 5); /* 清零RXNE標志 */ }或者：
/* 數據寄存器非空，RXNE標志置位 */ if (USART1->SR & USART_SR_RXNE) {/* 其它代碼 */USART1->SR &= ~USART_SR_RXNE; /* 清零RXNE標志 */ }四、總結
以上就是本次關于位操作的一點總結筆記，有必要掌握。雖然說在用STM32的時候有庫函數可以用，但是最接近芯片內部原理的還是寄存器。有可能之后有用到其它芯片沒有像ST這樣把寄存器相關配置封裝得那么好，那就不得不直接操控寄存器了。
此外，使用庫函數的方式代碼占用空間大，用寄存器的話，代碼占用空間小。之前有個需求，我能用的Flash的空間大小只有4KB，遇到類似這樣的情況就不能那么隨性的用庫函數了。
最后，應用的時候當然是怎么簡單就怎么用。學從“難”處學，用從易處用，與君共勉~
END：以上筆記中如有錯誤，歡迎指出！謝謝。歡迎收藏、轉發、在看~
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總結
以上是生活随笔為你收集整理的C语言、嵌入式位操作精华技巧大汇总的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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