2021年03月23日 | 单片机位操作的逻辑运算详解

首先，对一个字节，8位也好，16位也好，32位也好，只有两种操作，一种叫置位，一种叫清零。先从置位说起。

置位可以对全部位进行操作，也可以对某个位进行操作。

全部操作很简单直接赋值就ok了。我们假设一个无符号字符型uchar为8位。且最低位为0，也就是说0-7位，而不是1-8位，那么改变值的状态只需要直接等于就ok了

uchar a=0；

a=0xfe；

这样的话，就让a的低1-7位置1，a的0位不变

但这样做有一个问题，我每次改变数值时，还要先打开计算器，然后设置到2进制功能，然后要把我要选择的位输入进去，比如100，然后按16进制功能。然后计算器显示4。我觉得这样很麻烦。咋办呢，结果前辈们就想出了一个法子。通过位移的方法改变一个为，就变成了这样

uchar a=0；

a = (1<<5);

这样做的话，就把a的第6位（注意是第6为不是第5位，因为数据最低位是0，而不是1,因为我总是搞混，所以也告诫大家，小心着方面的错误，如果搞混，你的数据有可能出错）置1。那么a的值用2进制表示的话那就是00100000b，那么可能又会有人问，如果我想把第2和第3位置1怎么办呢？那么你可以这样

uchar a=0；

a = (3<<1);

这样做的意思是将二进制（11）位移到第二位的地方。那么第二位，是第一个1，第三位是第二个1。同理假如让第3位和低5位为1，第4位为0，怎么办。

uchar a=0；

a = (5<<2);

这样就可以实现101位移到第3位了，以上，基本是置位的大概操作了，当然这只是一次性的。也就是说，如果我希望1次只操作一个位，比如当a=00000001b时，我希望a的第二位也置1，且第一位仍然保持1，怎么办呢？那也有办法，可以采用与操作。例如：a为1，我希望a的第2位置1，且第1位保持不变，那么

uchar a=1；

a |= (1<<1);

这样就可以达到想要的结果了。然我们来看看，这是为什么？

首先，a=1，变成二进制时，a=00000001b

然后再看下面的那个表达式

a |= (1<<1);

分析一下，看过c语言相关书籍的人大概都知道这个一个含有复合的赋值运算符的表达式。这个式子可以拆成：

a=a|(1<<1);

这样就不难理解了，(1<<1)的意思是把1左移1位，那么结果就是10b，把这个结果在和a进行或操作，我们知道或操作是同为0结果才是0。

a 00000001

或操作 00000010

结果 00000011

所以这个公式就可以使在不改变a=1的情况下，再使a的第2位变成1，这样的结果就是a=3。这就是这个公式的大概原理。

不仅这个，我还可以分别对两个不同的位进行操作。所以我可以这样：

uchar a=1；

a |= (1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5);

这样的话，就可以把第3、4、5、6位全部置1，而且保持a的第1位不变，这个公式的最终结果是00111101b。 同样，这招，在全部置位也有效。但是a原来的值就消失了

uchar a=1；

a = (1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5)；

那么结果只有4个1，00111100b，第1位的一就没有了

同样比如(3<<1)也可以出现在单一置位当中

uchar a=1

a |= (3<<1);

这个表达式结果为00000111b。到这，置位操作，基本上就都在这了，大多数程序，这几个方法也够了，这也是晚上普遍的方法，也许还有其他的方法，如果你知道，希望能够通知我。下面说说清0，清0可以用（&=~），举个例子：

uchar a=0xfe；

a &=~ (1<<4);

让我们来分析一下这个式子，首先这和上面一样，是一个含有复合的赋值运算符的表达式。拆开来以后

a=a&(~(1<<4))

这个式子比刚才要复杂一些，让我们先来看看括号最里面的(1<<4)

结果为10000b，然后我们把这个式子取反，因为a是8位的，所以结果被转换成11101111b，然后我们在把a和这个结果进行与运算。因为与运算的规律是全1为1。

a 11111110b

与操作 11101111b

结果 11101110b

现在，我们清楚了这个结果时怎么来的了。

同样同时使两位变为0也可以通过(3<<5)来实现，比如

uchar a=0xfe；

a &=~ (3<<4);

这样也是可以得到希望的结果的，但是需要注意一下，(1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5)，像这种一位一位的变则需要注意一下了。因为清零中先需要取反，所以如果希望一位一位的变，则需要用括号，把结果扩起来，形成一个值，然后再取反，才能得到想要的结果了。比如

uchar a=0xfe；

/*

注意，这样做是不对的，结果只会把第二位清0，

a &=~ (1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5)；

*/

a &=~ ((1<<2)|(1<<3)|(1<<4)|(1<<5))；

这样做才能达到希望的效果。

可能大家会想，用（&=）会得到啥样的结果呢？这我试了一下

uchar a=0xfe

a &= (1<<4);

首先(1<<4)，结果是10000，然后再进行与操作

a 11111110b

与操作 00010000b

结果 00010000b

这个结果不是我们想要的，不过这个结果可以达到屏蔽我们不要的位，比如在判断中，判断最高位是否为1，可以采用这样的语句

if(a&0x80)

这句话，如果a的最高位为1，则为真，如果最高位不为1，则为假，如果位最高位为1的话，结果为10000000，在c语言中不为0，则为真，所以判定某位是否为1时，可以采用&操作。

以上就是简单的总结了一下置位，清零的逻辑操作的方法。