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reference:language:bitwiseand

Bitwise AND (&), Bitwise OR (|), Bitwise XOR (^)

按位与(&)

按位操作符对变量进行位级别的计算。它们能解决很多常见的编程问题。下面的材料大多来自这个非常棒的按位运算指导。

说明和语法

下面是所有的运算符的说明和语法。进一步的详细资料,可参考教程。

按位与(&)

位操作符与在C + +中是一个&符,用在两个整型变量之间。按位与运算符对两侧的变量的每一位都进行运算,规则是:如果两个运算元都是1,则结果为1,否则输出0.另一种表达方式:

0 0 1 1 运算元1
0 1 0 1 运算元2
----------
0 0 0 1(运算元1&运算元2)-返回结果

在ocrobot中,int类型为16位,所以在两个int表达式之间使用&会进行16个并行按位与计算。代码片段就像这样:

    int a =  92;    //二进制: 0000000001011100
    int b = 101;    // 二进制: 0000000001100101
    int c = a & b;  // 结果:    0000000001000100, 或10进制的68

a和b的16位每位都进行按位与计算,计算结果存在c中,二进制结果是01000100,十进制结果是68.

按位与最常见的作用是从整型变量中选取特定的位,也就是屏蔽。见下方的例子。

按位或(|)

按位或操作符在C++中是|。和&操作符类似,|操作符对两个变量的为一位都进行运算,只是运算规则不同。按位或规则:只要两个位有一个为1则结果为1,否则为0。换句话说:

0 0 1 1 运算元1
0 1 0 1 运算元2
----------
0 1 1 1(运算元1 | 运算元2) - 返回的结果

这里是一个按位或运算在C + +代码片段:

    int a =  92;    // 二进制: 0000000001011100
    int b = 101;    //二进制: 0000000001100101
    int c = a | b;  // 结果:    0000000001111101, 或十进制的125

示例程序

按位与和按位或运算常用于端口的读取-修改-写入。在微控制器中,一个端口是一个8位数字,它用于表示引脚状态。对端口进行写入能同时操作所有引脚。

PORTD是一个内置的常数,是指0,1,2,3,4,5,6,7数字引脚的输出状态。如果某一位为1,着对应管脚为HIGH。(此引脚需要先用pinMode()命令设置为输出)因此如果我们这样写,PORTD=B00110001;则引脚2、3、7状态为HIGH。这里有个小陷阱,我们可能同时更改了引脚0、1的状态,引脚0、1是ocrobot串行通信端口,因此我们可能会干扰通信。

我们的算法的程序是:

读取PORT并用按位与清除我们想要控制的引脚

用按位或对PORTD和新的值进行运算

int i;     // 计数器
int j;
 
void setup()
DDRD = DDRD | B11111100; //设置引脚2~7的方向,0、1脚不变(xx|00==xx)
//效果和pinMode(pin,OUTPUT)设置2~7脚为输出一样
serial.begin9600;
}
 
void loop ()   {
for (i=0; i<64; i++){
 
PORTD = PORTD & B00000011;  // 清除2~7位,0、1保持不变(xx & 11 == xx)
j = (i << 2);               //将变量左移为·2~7脚,避免0、1脚
PORTD = PORTD | j;          //将新状态和原端口状态结合以控制LED脚
Serial.println(PORTD, BIN); // 输出掩盖以便调试
delay(100);
}
}

按位异或(^)

C++中有一个不常见的操作符叫按位异或,也叫做XOR(通常读作”eks-or“)。按位异或操作符用‘^'表示。此操作符和按位或(|)很相似,区别是如果两个位都为1则结果为0:

0 0 1 1 运算元1
0 1 0 1 运算元2
----------
0 1 1 0(运算元1 ^运算元2) - 返回的结果

按位异或的另一种解释是如果两个位值相同则结果为0,否则为1。

下面是一个简单的代码示例:

    int x = 12;     // 二进制: 1100
    int y = 10;     // 二进制: 1010
    int z = x ^ y;  // 二进制: 0110, 或十进制 6
// Blink_Pin_5
//演示“异或”
void setup(){
DDRD = DDRD | B00100000; //设置数字脚5设置为输出
serial.begin9600;
}
 
void loop ()   {
PORTD = PORTD ^ B00100000;  // 反转第5位(数字脚5),其他保持不变
delay(100);
}
reference/language/bitwiseand.txt · 最后更改: 2017/04/07 10:03 (外部编辑)