文章目录

1 位操作
- 1.1 按位与
- 1.2 按位或
- 1.3 按位异或
- 1.4 取反
- 1.5 左移
- 1.6 右移
2 单片机中常用操作
- 2.1 不改变其他位时，对某几个位设定值
- 2.2 移位操作提高代码可读性
- 2.3 取反操作使用技巧

1 位操作

运算符	含义
&	按位与
｜	按位或
^	按位异或
~	取反
<<	左移
>>	右移

c 语言中存在以上 6 个位操作运算符，且它们只能用于整形操作数。

总结：对于原二进制数来说，&0是屏蔽，&1是不变。

总结：对于原二进制数来说，|0是不变，|1是置1。

总结：对于原二进制数来说，^0是不变，^1是反转。

1.1 按位与

按位与的定义是：同一二进制位上的数字都是1的话，& 的结果为1，否则为0。

运算	结果
0 & 0	0
0 & 1	0
1 & 0	0
1 & 1	1

根据这个特性，& 操作常常用来屏蔽特定的二进制位。

例如：0000 1111 & 0000 0011 = 0000 0011


与运算	0 0 0 0 1 1 1 1
&	0 0 0 0 0 0 1 1
结果	0 0 0 0 0 0 1 1

可以看见，1111的前两位被屏蔽成为0了。

所以如果想清空数据，只需要将原二进制数与上 &0 就可以了。0的位数对应原二进制数的位数，对各位进行屏蔽，全部置0。

相对的，&可以利用0来屏蔽，也可以用1来读取。

例如：一个二进制数 1101 1001，我只想要它的后四位，怎么办呢？

只需要进行如下操作：1101 1001 & 0000 1111即可。


与运算	1 1 0 1 1 0 0 1
&	0 0 0 0 1 1 1 1
结果	0 0 0 0 1 0 0 1

其实该方法是屏蔽和读取的结合，&0保证消除无用位，&1保证有用数据的完整性。

总结：对于原二进制数来说，&0是屏蔽，&1是不变。

1.2 按位或

定义：只要参与运算的双方其中有一个是1，结果就是1.同0才为0。

运算	结果
0 ｜ 0	0
0 ｜ 1	1
1 ｜ 0	1
1 ｜ 1	1

主要用作将某些特定位置1。

例如：1010 0000 | 0000 1111 = 1010 1111。


或运算	1 0 1 0 0 0 0 0
｜	0 0 0 0 1 1 1 1
结果	1 0 1 0 1 1 1 1

总结：对于原二进制数来说，|0是不变，|1是置1。

1.3 按位异或

只要参与运算的双方互异，结果就为1，否则为0。

运算	结果
0 ^ 0	0
0 ^ 1	1
1 ^ 0	1
1 ^ 1	0

可以通过上面的定义看到，一个数^1 的话就会0变成1，1变成0，而^0则不对原数进行改变。所以根据此特性可以对特定位进行0 1 反转。

例如： 1100 1100 ^ 0000 1100 = 1100 0000。


异或运算	1 1 0 0 1 1 0 0
^	0 0 0 0 1 1 0 0
结果	1 1 0 0 0 0 0 0

同样的，如果对一个数进行^0,代表保留原值。

总结：对于原二进制数来说，^0是不变，^1是反转。

1.4 取反

对一个二进制数进行取反。1变0，0变1。

唯一需要注意的一点是，~的优先级是逻辑运算符中最高的，必须优先计算。

1.5 左移

左移与右移比较类似，是将目标二进制数字向左/右移动相应的位数。

左移补0：1111 1111 << 1 == 1111 1110，换算十进制的话是原来数值的2倍。


左移	1 1 1 1 1 1 1 1
<<	1
结果	1 1 1 1 1 1 1 0

1.6 右移

右移看情况：负数补1，正数补0。需要看符号位。同样，换算为十进制数值变为原来的1/2.


右移	1 1 1 1 1 1 1 1
>>	1
结果	0 1 1 1 1 1 1 1

总结：左乘右除。

2 单片机中常用操作

2.1 不改变其他位时，对某几个位设定值

比如要改变 GPIOA 的状态，可以先对寄存器的值进行 & 清零操作

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

然后再与需要设置的值进行 ｜ 或运算

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

2.2 移位操作提高代码可读性

以固件库的 GPIO 初始化的函数里一行代码为例

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

这个操作就是将 BSRR 寄存器的第 pinpos 位设置为 1。
为什么要通过左移而不是直接设定呢？其实，这是为了提高代码的可读性以及可重用性。这行代码可以直观明了的知道，是将第 pinpos 位设置为 1。

如果写成

GPIOx -> BSRR = 0x0030;

这样的代码就不容易看出，也不好重用了。

类似的代码还有：

GPIOA -> ORT |= 1<<5;      // PA.5 输出高，不改变其他位

这样我们一目了然，5 告诉我们是第 5 位也就是第 6 个端口，1 告诉我们是设置成了 1。

2.3 取反操作使用技巧

SR 寄存器的每一位都代表一个状态，某个时刻我们希望去设置某一位的值为 0，同时其他位都保留位 1，简单的作法是直接给寄存器设置一个值：

TIMx -> SR = 0xFFF7;

这样做法可读性交较差。

看看库函数中代码是如何使用的：

TIMx -> SR = (uint16_t)~TIM_FLAG;

而 TIM_FLAG 是通过宏定义完成的值：

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

看这个就容易明白，可以直接从宏定义重看出 TIM_FLAG_Update 就是设置的第 0 位了，可读性较强。

Ref: C语言中的逻辑运算符：按位与，按位或，按位异或，取反，左右移位
Ref: STM32 不完全手册 - 立创开源

【STM32】位操作、按位与、按位或、按位异或、取反、左移、右移等基础 C 语言知识补充相关推荐

位运算符：按位与(),按位或(|)，按位异或(^),取反(~)左移()和右移()
数据在内存中是以二进制的形式存放的,计算机存储数据的最小单位是位(bit),一个二进制位可以表示两种状态(0和1),一个字节通常由8位二进制位组成.C语言支持按位运算,按位运算也就是对字节或者字中的实 ...
基础C语言知识串串香7☞位操作
文章参考微信公众号[嵌入式软件学习圈] 二.位操作 2.1 ~(0u)是全1: 2.2 位与& 位或 | 位取反~ 位异或^ 2.3.位与.位或.位异或的特点总结: 位与:(任何数,其实就是1 ...
C语言按位与按位或按位异或按位取反
与运算:& 两者都为1为1,否则为0 1&1=1, 1&0=0, 0&1=0, 0&0=0 或运算:| 两者都为0为0,否则为1 1|1 = 1, 1| ...
C语言按位与按位或按位异或按位取反（二）
位运算是指按二进制进行的运算.在系统软件中,常常需要处理二进制位的问题.C语言提供了6个位操作运算符.这些运算符只能用于整型操作数,即只能用于带符号或无符号的char,short,int与long类型 ...
位与()、位或(|)、异或(^) 、左移＜＜、右移＞＞、原码、反码、补码的简单应用
一.位与(&).位或(|).异或(^) 1.位与运算(&):两位同时为1,结果才为1,否则为0 参加运算的两个数据,按二进制位进行"&"运算. 运算规则:0 ...
C语言按位与按位或按位异或按位取反（一）
与运算:& 两者都为1为1,否则为0 1&1=1, 1&0=0, 0&1=0, 0&0=0 或运算:| 两者都为0为0,否则为1 1|1 = 1, 1| ...
位操作-置0，置1，取反以及获取某位是0还是1
u32 a=0x00AA; a |=(1<<5) ;//第5位置1 a &=~(1<<5) ;//第5位置0 a ^=(1<<5) ;//第5位取反 if( ...
位运算（按位与、按位或、异或、取反）以及原码、反码、补码
参考:运算符的计算(按位与按位或异或取反) 作者:一只青木呀发布时间: 2020-07-23 18:13:55 网址:https://blog.csdn.net/weixin_45309916 ...
位操作符详解（移位操作符（左移/右移）、按位与‘’操作符、按位或‘|’操作符、按位异或‘^’操作符）
位操作是程序设计中对位模式按位或二进制数的一元和二元操作: 在许多微处理器上,位运算与加减运算速度大致相同,但位运算的速度远快于乘法运算: 位操作符的使用,可以使我们在处理一些问题上方便许多. 移位操 ...

【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