嵌入式C语言位操作的一些常见用法归纳

　　分享关于位操作、寄存器配置的一些笔记：
　　一、位操作简单介绍
　　首先，以下是按位运算符：
　　在嵌入式编程中，常常需要对一些寄存器进行配置，有的情况下需要改变一个字节中的某一位或者几位，但是又不想改变其它位原有的值，这时就可以使用按位运算符进行操作。下面进行举例说明，假如有一个8位的TEST寄存器：
　　当我们要设置第0位bit0的值为1时，可能会这样进行设置：TEST0x01；
　　但是，这样设置是不够准确的，因为这时候已经同时操作到了高7位：bit1bit7，如果这高7位没有用到的话，这么设置没有什么影响；但是，如果这7位正在被使用，结果就不是我们想要的了。
　　在这种情况下，我们就可以借用按位操作运算符进行配置。
　　对于二进制位操作来说，不管该位原来的值是0还是1，它跟0进行运算，得到的结果都是0，而跟1进行运算，将保持原来的值不变；不管该位原来的值是0还是1，它跟1进行运算，得到的结果都是1，而跟0进行运算，将保持原来的值不变。
　　所以，此时可以设置为：TESTTEST0x01；
　　其意义为：TEST寄存器的高7位均不变，最低位变成1了。在实际编程中，常改写为：TEST0x01；
　　这种写法可以一定程度上简化代码，是C语言常用的一种编程风格。设置寄存器的某一位还有另一种操作方法，以上的等价方法如：TEST（0x010）；
　　第几位要置1就左移几位。
　　同样的，要给TEST的低4位清0，高4位保持不变，可以进行如下配置：TEST0xF0；
　　二、嵌入式中位操作一些常见用法
　　1、一个32bit数据的位、字节读取操作
　　（1）获取单字节：defineGETLOWBYTE0（x）（（x0）0x000000ff）获取第0个字节defineGETLOWBYTE1（x）（（x8）0x000000ff）获取第1个字节defineGETLOWBYTE2（x）（（x16）0x000000ff）获取第2个字节defineGETLOWBYTE3（x）（（x24）0x000000ff）获取第3个字节
　　示例：
　　（2）获取某一位：defineGETBIT（x，bit）（（x（1bit））bit）获取第bit位
　　示例：
　　2、一个32bit数据的位、字节清零操作
　　（1）清零某个字节：defineCLEARLOWBYTE0（x）（x0xffffff00）清零第0个字节defineCLEARLOWBYTE1（x）（x0xffff00ff）清零第1个字节defineCLEARLOWBYTE2（x）（x0xff00ffff）清零第2个字节defineCLEARLOWBYTE3（x）（x0x00ffffff）清零第3个字节
　　示例：
　　（2）清零某一位：defineCLEARBIT（x，bit）（x（1bit））清零第bit位
　　示例：
　　3、一个32bit数据的位、字节置1操作
　　（1）置某个字节为1：defineSETLOWBYTE0（x）（x0x000000ff）第0个字节置1defineSETLOWBYTE1（x）（x0x0000ff00）第1个字节置1defineSETLOWBYTE2（x）（x0x00ff0000）第2个字节置1defineSETLOWBYTE3（x）（x0xff000000）第3个字节置1
　　示例：
　　（2）置位某一位：defineSETBIT（x，bit）（x（1bit））置位第bit位
　　4、判断某一位或某几位连续位的值
　　（1）判断某一位的值
　　举例说明：判断0x68第3位的值。
　　也就是说，要判断第几位的值，if里就左移几位（当然别过头了）。在嵌入式编程中，可通过这样的方式来判断寄存器的状态位是否被置位。
　　（2）判断某几位连续位的值获取第〔n：m〕位的值defineBITMTON（x，m，n）（（unsignedint）（x（31（n）））（（31（n））（m）））
　　示例：
　　这是一个查询连续状态位的例子，因为有些情况不止有0、1两种状态，可能会有多种状态，这种情况下就可以用这种方法来取出状态位，再去执行相应操作。
　　以上是对32bit数据的一些操作进行总结，其它位数的数据类似，可根据需要进行修改。
　　三、STM32寄存器配置
　　STM32有几套固件库，这些固件库函数以函数的形式进行1层或者多层封装（软件开发中很重要的思想之一：分层思想），但是到了最里面的一层就是对寄存器的配置。我们平时都比较喜欢固件库来开发，大概是因为固件库用起来比较简单，用固件库写出来的代码比较容易阅读。最近一段时间一直在配置寄存器，越发地发现使用寄存器来进行一些外设的配置也是很容易懂的。使用寄存器的方式编程无非就是往寄存器的某些位置1、清零以及对寄存器一些状态位进行判断、读取寄存器的内容等。
　　这些基本操作在上面的例子中已经有介绍，我们依旧以实例来巩固上面的知识点（以STM32F1xx为例）：
　　（1）寄存器配置
　　看一下GPIO功能的端口输出数据寄存器（GPIOxODR）（xA。。E）：
　　假设我们要让PA10引脚输出高、输出低，可以这么做：
　　方法一：GPIOAODR110；PA10输出高（置1操作）GPIOAODR（110）；PA10输出低（清0操作）
　　也可用我们上面的置位、清零的宏定义：SETBIT（GPIOAODR，10）；PA10输出高（置1操作）CLEARBIT（GPIOAODR，10）；PA10输出低（清0操作）
　　方法二：GPIOAODR（uint16t）0x0400；PA10输出高（置1操作）GPIOAODR（uint16t）0x0400；PA10输出低（清0操作）
　　貌似第二种方法更麻烦？还得去细心地去构造一个数据。
　　但是，其实第二种方法其实是ST推荐我们用的方法，为什么这么说呢？因为ST官方已经把这些我们要用到的值给我们配好了，在stm32f10x。h中：
　　这个头文件中存放的就是外设寄存器的一些位配置。
　　所以我们的方法二等价于：GPIOAODRGPIOODRODR10；PA10输出高（置1操作）GPIOAODRGPIOODRODR10；PA10输出低（清0操作）
　　两种方法都是很好的方法，但方法一似乎更好理解。
　　配置连续几位的方法也是一样的，就不介绍了。简单介绍配置不连续位的方法，以TIM1的CR1寄存器为例：
　　设置CEN位为1、设置CMS〔1：0〕位为01、设置CKD〔1：0〕位为10：TIM1CR1（0x11）（0x15）（0x28）；
　　这是组合的写法。当然，像上面一样拆开来写也是可以的。
　　（2）判断标志位
　　以状态寄存器（USARTSR）为例：
　　判断RXNE是否被置位：数据寄存器非空，RXNE标志置位if（USART1SR（15））｛其它代码USART1SR（15）；清零RXNE标志｝
　　或者：数据寄存器非空，RXNE标志置位if（USART1SRUSARTSRRXNE）｛其它代码USART1SRUSARTSRRXNE；清零RXNE标志｝
　　四、总结
　　以上就是本次关于位操作的一点总结笔记，有必要掌握。虽然说在用STM32的时候有库函数可以用，但是最接近芯片内部原理的还是寄存器。有可能之后有用到其它芯片没有像ST这样把寄存器相关配置封装得那么好，那就不得不直接操控寄存器了。
　　此外，使用库函数的方式代码占用空间大，用寄存器的话，代码占用空间小。之前有个需求，我能用的Flash的空间大小只有4KB，遇到类似这样的情况就不能那么随性的用库函数了。
　　最后，应用的时候当然是怎么简单就怎么用。学从难处学，用从易处用，与君共勉
　　END：以上笔记中如有错误，欢迎指出！谢谢