文章目錄

• 1 位操作
• • 1.1 按位與
  • 1.2 按位或
  • 1.3 按位異或
  • 1.4 取反
  • 1.5 左移
  • 1.6 右移
• 2 單片機中常用操作
• • 2.1 不改變其他位時，對某幾個位設定值
  • 2.2 移位操作提高代碼可讀性
  • 2.3 取反操作使用技巧

1 位操作

運算符含義

&	按位與
｜	按位或
^	按位異或
~	取反
<<	左移
>>	右移

c 語言中存在以上 6 個位操作運算符，且它們只能用于整形操作數。

總結：對于原二進制數來說，&0是屏蔽，&1是不變。

總結：對于原二進制數來說，|0是不變，|1是置1。

總結：對于原二進制數來說，^0是不變，^1是反轉。

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1.1 按位與

按位與的定義是：同一二進制位上的數字都是1的話，& 的結果為1，否則為0。

運算結果

0 & 0	0
0 & 1	0
1 & 0	0
1 & 1	1

根據這個特性，& 操作常常用來屏蔽特定的二進制位。

例如：0000 1111 & 0000 0011 = 0000 0011

與運算	0 0 0 0 1 1 1 1
&	0 0 0 0 0 0 1 1
結果	0 0 0 0 0 0 1 1

可以看見，1111的前兩位被屏蔽成為0了。

所以如果想清空數據，只需要將原二進制數與上 &0 就可以了。0的位數對應原二進制數的位數，對各位進行屏蔽，全部置0。

相對的，&可以利用0來屏蔽，也可以用1來讀取。

例如： 一個二進制數 1101 1001，我只想要它的后四位，怎么辦呢？

只需要進行如下操作：1101 1001 & 0000 1111即可。

與運算	1 1 0 1 1 0 0 1
&	0 0 0 0 1 1 1 1
結果	0 0 0 0 1 0 0 1

其實該方法是屏蔽和讀取的結合，&0保證消除無用位，&1保證有用數據的完整性。

總結：對于原二進制數來說，&0是屏蔽，&1是不變。

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1.2 按位或

定義：只要參與運算的雙方其中有一個是1，結果就是1.同0才為0。

運算結果

0 ｜ 0	0
0 ｜ 1	1
1 ｜ 0	1
1 ｜ 1	1

主要用作將某些特定位置1。

例如：1010 0000 | 0000 1111 = 1010 1111。

或運算	1 0 1 0 0 0 0 0
｜	0 0 0 0 1 1 1 1
結果	1 0 1 0 1 1 1 1

總結：對于原二進制數來說，|0是不變，|1是置1。

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1.3 按位異或

只要參與運算的雙方互異，結果就為1，否則為0。

運算結果

0 ^ 0	0
0 ^ 1	1
1 ^ 0	1
1 ^ 1	0

可以通過上面的定義看到，一個數^1 的話就會0變成1，1變成0，而^0則不對原數進行改變。所以根據此特性可以對特定位進行0 1 反轉。

例如： 1100 1100 ^ 0000 1100 = 1100 0000。

異或運算	1 1 0 0 1 1 0 0
^	0 0 0 0 1 1 0 0
結果	1 1 0 0 0 0 0 0

同樣的，如果對一個數進行^0,代表保留原值。

總結：對于原二進制數來說，^0是不變，^1是反轉。

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1.4 取反

對一個二進制數進行取反。1變0，0變1。

唯一需要注意的一點是，~的優先級是邏輯運算符中最高的，必須優先計算。

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1.5 左移

左移與右移比較類似，是將目標二進制數字向左/右移動相應的位數。

左移補0：1111 1111 << 1 == 1111 1110，換算十進制的話是原來數值的2倍。

左移	1 1 1 1 1 1 1 1
<<	1
結果	1 1 1 1 1 1 1 0

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1.6 右移

右移看情況：負數補1，正數補0。需要看符號位。同樣，換算為十進制數值變為原來的1/2.

右移	1 1 1 1 1 1 1 1
>>	1
結果	0 1 1 1 1 1 1 1

總結：左乘右除。

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2 單片機中常用操作

2.1 不改變其他位時，對某幾個位設定值

比如要改變 GPIOA 的狀態，可以先對寄存器的值進行 & 清零操作

GPIOA -> CRL &= 0XFFFFFF0F; // 將第 4-7 位清 0

然后再與需要設置的值進行 ｜ 或運算

GPIOA -> CRL |= 0X00000040; // 設置相應位的值，且不改變其他位的值

2.2 移位操作提高代碼可讀性

以固件庫的 GPIO 初始化的函數里一行代碼為例

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

這個操作就是將 BSRR 寄存器的第 pinpos 位設置為 1。
為什么要通過左移而不是直接設定呢？其實，這是為了提高代碼的可讀性以及可重用性。這行代碼可以直觀明了的知道，是將第 pinpos 位設置為 1。

如果寫成

GPIOx -> BSRR = 0x0030;

這樣的代碼就不容易看出，也不好重用了。

類似的代碼還有：

GPIOA -> ORT |= 1<<5; // PA.5 輸出高，不改變其他位

這樣我們一目了然，5 告訴我們是第 5 位也就是第 6 個端口，1 告訴我們是設置成了 1。

2.3 取反操作使用技巧

SR 寄存器的每一位都代表一個狀態，某個時刻我們希望去設置某一位的值為 0，同時其他位都保留位 1，簡單的作法是直接給寄存器設置一個值：

TIMx -> SR = 0xFFF7;

這樣做法可讀性交較差。

看看庫函數中代碼是如何使用的：

TIMx -> SR = (uint16_t)~TIM_FLAG;

而 TIM_FLAG 是通過宏定義完成的值：

#define TIM_FLAG_Update ((uint16_t)0x0001) #define TIM_FLAG_CC1 ((uint16_t)0x0002)

看這個就容易明白，可以直接從宏定義重看出 TIM_FLAG_Update 就是設置的第 0 位了，可讀性較強。

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Ref: C語言中的邏輯運算符：按位與，按位或，按位異或，取反，左右移位
Ref: STM32 不完全手冊 - 立創開源

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【STM32】位操作、按位与、按位或、按位异或、取反、左移、右移等基础 C 语言知识补充的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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