单片机位操作的逻辑运算详解

单片机位操作的逻辑运算详解

从51单片机转到其他的芯片时，总会遇到一个非常郁闷的问题，就是其他芯片有的也许没有位操作。所以

最大的问题就是通过逻辑操作来改变一个字节的某个位。于是在这里总结一下关于位操作的一些表达式。

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