1 用“讀－修改－寫”方法實現對單個位的位操作

ansic中，一般采用“讀－修改－寫”的方法實現單個位的位操作，通過與0“與”操作，將某一位清0。如使i變量的b0位為0，實現方法為i＝i＆0xfe。通過與1“或”操作，將某一位置1。如使i變量的b0位為1，實現方法為i＝i|0x01。通過與1“異或”操作，將某一位取反。如使i變量的b0位取反，實現方法為i＝i^0x01。

注意：錯誤“讀－修改－寫”方法時不要影響其他位，即某位清零時，其他位與1“與”；某位置1時，其他位與0“或”；取反時，其他位與0“異或”。

為了方便程序設計和增加程序可讀性，很多程序員喜歡采用下面的移位方式實現單個位的位操作，語句簡練，可讀性強，比如在某單片機的b口連接1個發光二極管，其點亮操作方法如下：

＃define bit（x） （1＜＜（x））

＃define led 2

使用方法如下：

portb|＝bit（led）；//將portb第3位置1,點

　　　　　　　 　　　//亮連接在i/o口的led

該方式下，程序運行時會增加移位操作，生成的代碼較大，而且執行時間長，實時性差，一些c環境按如下方式直接定義位，則生成的代碼就不會有移位操作：

2 通過位域的方法實現位操作

標準c提供了一種基于結構體的數據結構－－位域（bitfield），位域就是把一個存儲單元中的二進制劃分為幾個不同的區域。并說明每個區域的位數。每一個域有一個域名，允許在程序中按域名進行操作，位域的定義格式如下：

struct 位域結構名{

位域列表 }；

位域列表格式為：類型說明符 位域名：位域長度如：

struct k{

unsigned int a：1

unsigned int ：2

unsigned int b：3

unsigned int ：0 　　　 //空域

}k1；

說明：

1）各位依次從低位到高位排列，排滿一個存儲單元，按地址接著排下一單元；

2）位域可以無域名，但不能被引用，如第二域，這時其只用來填充或調整位置；

3）第四行稱空域，目的是將目前存儲單元的剩余部分分為一個域，且填充0。

位域的引用很簡單，如：

k1.a＝1； //置k1的b0位為1

k1.b＝7； //將k1的b3－5位置111

通過位域定義位變量，是實現單個位位操作的重要途徑和方法，采用位域定義位變量，產生的代碼緊湊、高效。定義的方法如下：

通過位域定義位，再通過宏進行定義，可以方便地將keil c51等程序移植到其他c編譯器，從而不再為沒有位操作而苦惱。

對一個單片機的所有i/o口，通過將位域結構指定到i/o端口地址，i/o口便都可以采用位域進行宏定義，這樣，操作i/o口就可以像keil c51編程一樣方便。

3 基于位域實現位操作應用舉例

很多單片機沒有硬件的spi，而很多板級外圍器件為spi接口，而且某些外圍器件不是標準的spi，即通信的總二進制位數不是8的整數倍，這里編制一個例程，為同時收和發0－16位，全雙工方式，具體使用見例程注解。注意：很多單片機使用前要對使用的i/o口進行初始化，clk和din為輸出口，dout為輸入口，同時這里使用了前面通過讀－修改－寫宏定義的一個函數get_bit（x，y）。

該spi模塊已經成功應用到單片機與max7219和ch451等spi通信上。

對于沒有擴展位變量的c語言環境，在匯編下沒有對單個位進行位操作執行的mcu，通過位域的方法操作i/o口是最佳的方法，匯編下有單個位的位操作指令mcu。可以嵌入匯編，但是程序的可移植性等性能會下降，建議使用位域的方法。