Последние комментарии

Занятие №7. Операторы управления битами

Сдвиг влево ( << )

Сдвигает число на n разрядов влево. Старшие n разрядов при этом исчезают, а младшие n разрядов заполняются нулями.

unsigned char temp = 5; // 0b00000101

temp = temp << 1; // теперь в переменной temp число 10 или 0b00001010

temp = temp << 4; // теперь в переменной temp число 160 или 0b10100000

Выражения, в которых над переменной производится какая-либо операция, а потом результат операции присваивается этой же переменной, можно записывать короче, используя составные операторы.

temp = 42; // 0b00101010

temp <<= 3; // теперь в переменной temp число 80 или 0b01010000

Операция сдвига влево на n разрядов эквивалентна умножению переменной на 2n.

Сдвиг вправо ( >> )

Сдвигает число на n разрядов вправо. Младшие n разрядов при этом теряются. Заполнение старших n разрядов зависит от типа переменной и ее значения. Старшие n разрядов заполняются нулями в двух случаях – если переменная беззнакового типа или если переменная знаковая и ее текущее значение положительное. Когда переменная знаковая и ее значение отрицательное – старшие разряды заполняются единицами.

Пример для беззнаковой переменной

unsigned char temp = 143; // 0b10001111

temp = temp >> 1; // теперь в переменной temp число 71 или 0b01000111

temp >>= 3; // сокращенный вариант записи

// теперь в переменной temp число 8 или 0b00001000

Пример для переменной знакового типа

int temp = 3400; // 0b0000110101001000

temp >>= 2; // теперь в переменной число 850 или 0b0000001101010010

temp = -1200; // 0b1111101101010000

temp >>= 2; // теперь в temp число -600 или 0b1111111011010100

// видите - два старших разряда заполнились единицами

Операция сдвига вправо на n разрядов эквивалентна делению на 2n. При этом есть некоторые нюансы. Если потерянные младшие разряды содержали единицы, то результат подобного “деления” получается грубоватым.

Например 9/4 = 2,5 а 9>>2 (1001>>2) равно 2

11/4 = 2,75 а 11>>2 (1011>>2) равно 2

28/4 = 7 а 28>>2 (11100>>2) равно 7

Во втором случае ошибка больше, потому что оба младших разряда единицы. В третьем случае ошибки нет, потому что потерянные разряды нулевые.

Поразрядная инверсия ( ~ )

Поразрядно инвертирует число. Разряды, в которых были нули – заполняются единицами. Разряды, в которых были единицы – заполняются нулями. Оператор поразрядной инверсии является унарным оператором, то есть используется с одним операндом.

unsigned char temp = 163; //0b10100011

temp = ~temp; //теперь в переменной temp число 92 или 0b01011100

temp = ~temp; //теперь в temp снова число 163 или 0b10100011

Поразрядное ИЛИ ( || )

Оператор | осуществляет операцию логического ИЛИ между соответствующими битами двух операндов. Результатом операции логического ИЛИ между двумя битами будет 0 только в случае, если оба бита равны 0. Во всех остальных случаях результат будет 1. Это проиллюстрировано в таблице истинности.

X1

X2

X1|X2

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

Оператор | обычно используют для установки заданных битов переменной в единицу.

temp = 155

temp = temp | 4; //устанавливаем в единицу второй бит переменной temp

155 0b10011011

|

4 0b00000100

159 0b10011111

Использовать десятичные числа для установки битов довольно неудобно. Гораздо удобнее это делать с помощью операции сдвига влево <<.

temp = temp | (1<<5); //устанавливаем в единицу пятый бит переменной temp

Читаем справа налево – сдвинуть единицу на пять разрядов влево, выполнить операцию ИЛИ между полученным числом и значением переменной temp, результат присвоить переменной temp.

Установить несколько битов в единицу можно так

temp = temp | (1<<8)|(1<<4)|(1<<0); //устанавливаем в единицу восьмой, четвертый и нулевой биты переменной temp

С помощью составного оператора присваивания |= можно сделать запись компактней.

temp |= (1<<7)|(1<<5)|(1<<0);

Для примера настроим порт микроконтроллера (PORT A):

DDRA |= (1 << DA0)|(0 << DA1)|(1 << DA2)|(0 << DA3)|(1 << DA4)|(0 << DA5)|(1 << DA6)|(0 << DA7);

Эта запись означает, что линии порта DDA0,2,4,6 работают на выход, остальные на вход. Или еще настроим таймер контроллера.

TCCR0 |= (1 << WGM01) | (1 << COM00) | (1 << CS02) | (1 << CS00);

Такая запись означает, что включен режим СТС, при срабатывании таймера0 меняется состояние вывода ОС0, содержимое счетчика увеличивается каждые 1024 такта.

Поразрядное И ( && )

Оператор & осуществляет операцию логического И между соответствующими битами двух операндов. Результатом операции логического И между двумя битами будет 1 только в том случае, если оба бита равны 1. Во всех других случаях результат будет 0. Это проиллюстрировано в таблице истинности.

X1

X2

X1&X2

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

Оператор & обычно применяют, чтобы обнулить один или несколько битов.

temp = 155;

temp = temp & 247; //обнуляем третий бит переменной temp

 

155 0b10011011

&

247 0b11110111

147 0b10010011

Видите, третий бит стал равен 0, а остальные биты не изменились.

Обнулять биты, используя десятичные цифры, неудобно. Можно записать легче воспользовавшись операторами << и ~

temp = 155;

temp = temp & (~(1<<3)); //обнуляем третий бит

 

1<<3 0b00001000

~(1<<3) 0b11110111

temp & (~(1<<3)) 0b10011011 & 0b11110111

результат 0b10010011

Читаем справа налево – сдвинуть единицу на три разряда влево, выполнить инверсию полученного числа, выполнить операцию & между значением переменной temp и проинвертированным числом, результат присвоить переменной temp.

Обнулить несколько битов можно так

temp = temp & (~((1<<6)|(1<<3)|(1<<1))); //обнуляем 6, 3 и 1 биты

Здесь сначала выполняются операции сдвига, потом операции поразрядного ИЛИ, затем инверсия, поразрядное И, присвоение результата переменной temp.

Используя составной оператор присваивания &= ,можно записать выражение более компактно

temp &= (~((1<<6)|(1<<3)|(1<<1)));

Как проверить установлен ли бит в переменной? Нужно обнулить все биты, кроме проверочного, а потом сравнить полученное значение с нулем

if ((temp & (1<<2)) != 0 ){

// блок будет выполняться, только если установлен

// второй бит переменной temp

}

if ((temp & (1<<2)) == 0 ){

// блок будет выполняться, только если не установлен

// второй бит переменной temp

}

if ((PINC&(1<<PC0)) == 1){

// блок будет выполняться, если на нулевой линии порта С присутствует единица

}

Поразрядное исключающее ИЛИ ( ^ )

Оператор ^ осуществляет операцию логического исключающего ИЛИ между соответствующими битами двух операндов. Результатом операции логического исключающего ИЛИ будет 0 в случае равенства битов. Во всех остальных случаях результат будет 1. Это проиллюстрировано в табице истинности.

X1

X2

X1^X2

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

Оператор ^ применяется не так часто как остальные битовые операторы, но и для него находится работенка. Например, с помощью него можно инвертировать один или несколько битов переменной.

temp = 155;

temp = temp ^ 8; // инвертируем третий бит переменой temp

155 0b10011011

^

8 0b00001000

147 0b10010011

Четвертый бит изменил свое значение на противоположное, а остальные биты остались без изменений.

temp = temp ^ 8; // опять инвертируем третий бит переменой temp

147 0b10010011

^

8 0b00001000

155 0b10011011

Видите, четвертый бит снова изменил свое значение на противоположное.

Так записывать выражение намного удобнее

temp = temp ^ (1<<6); // инвертируем шестой бит переменой temp

А так и удобно и компактно

temp ^= (1<<2); //инвертируем второй бит

Можно инвертировать несколько битов одновременно

temp ^= ((1<<7)|(1<<5)|(1<<2)); //инвертируем 7, 5 и 2 биты

У поразрядного исключающего ИЛИ есть еще одно интересное свойство. Его можно использовать, для того чтобы поменять значения двух переменных местами. Обычно для этого требуется третья переменная.

temp = var1;

var1 = var2;

var2 = temp;

Но используя оператор ^ переставить значения можно так:

var1 ^= var 2;

var 2 ^= var 1;

var 1 ^= var 2;

Печать E-mail

Комментарии  

0 #1 Mesha 14.12.2011 19:09
В Поразрядном И в таблице истинности единица будет не когда два нуля а когда 2е единиц.
Сообщить модератору
+1 #2 Mesha 14.12.2011 19:20
Получается что оператор & работает по таблице истинности NOR? Получается или здесь неправильно написано или я что-то напутал....
Сообщить модератору
0 #3 Mesha 14.12.2011 19:30
ага все понятно.. все правильно просто таблица истинности логического И неправильная
Сообщить модератору
0 #4 Алекс 12.09.2013 08:12
Админ, в табличке ПОРАЗРЯДНОЕ И вкралась ошибка, единица будет только тогда, когда оба бита равны единице! Исправьте пожалуйста)
Сообщить модератору
0 #5 AntonChip 13.09.2013 15:58
Цитирую Алекс:
Админ, в табличке ПОРАЗРЯДНОЕ И вкралась ошибка, единица будет только тогда, когда оба бита равны единице! Исправьте пожалуйста)

Спасибо, исправил
Сообщить модератору

Избранное "Устройства на AVR"

Предлагаемое устройство собрано на микроконт­роллере. Оно имеет меньшие габариты и более простую конструкцию, что позволит установить его на моделях автомобилей или других электрофицированных игрушках.

Схема устройства показана на рисунке. Его основа — микроконтрол­лер AT90S1200. Линии порта В ...

Основой предлагаемого читателям устройства послужили исходные коды прошивки микроконтроллера набора NM3311 МАСТЕР КИТ. Видимо, после того как фирма ATMEL сняла с производства микропроцессор AT90S2313, руководство МАСТЕР-КИТ посчитало нецелесообразным хранить в коммерческой тайне исходные коды ...

В этой статье рассматривается схемотехническое решение, устройство и конструкция DDS генератора (генератор с прямым цифровым синтезом формы сигнала) на микроконтроллере ATmega16 фирмы Atmel. В приборе, кроме синтеза сигнала различной формы и частоты, реализуется возможность регулировки амплитуды и ...

Еще несколько лет назад прямые цифровые синтезаторы частоты (Direct Digital Synthesizers или DDS) были диковинкой с очень ограниченной областью применения. Их широкое использование сдерживалось сложностью реализации, а также недостаточно широким диапазоном рабочих частот.

Один инструмент, который отсутствовал в моей домашней лаборатории - это фунциональный генератор. Эти приборы, как правило дорогие, а возможности купить его у меня не было. Я подумал, что стоит попробовать самому собрать этот прибор. Я нашел довольно распространенный DDS чип(прямой цифровой синтез) ...

Основная идея проекта - исследовать силу гравитации. Игрушка сделана из половины мячя для пинг-понга. По окружности светится красная точка, которая всегда остается вверху. При вращении игрушки в любом направлении, как вы хотите - красная точка всегда будет подниматься снова. Видео показано ниже:

...

“SignALL” – GSM сигнализация (далее по тексту “устройство”), предназначена для охраны помещений, таких как квартиры, дачи, гаражи и т.д. в составе мобильного телефона Siemens. Отличительной особенностью данного уcтройства является то, что оно в отличие от других подобных схем, оно является ...

Увидев несколько устройств в сети, которые управляют светодиодами в зависимости от нагрузки на процессор, я решил создать свою собственную схему, так как другие выглядят не очень совершенно. Изначально планировал чтобы девайс общался с ПК по шине USB при помощи TTL последовательного ...

Контроллер работает со светодиодными лентами RGB, которые сейчас очень популярны и ими легко декоративно выделить потолки, лестницы, зеркала и полки в ванных комнатах, кухнях и т.д. Система управления разделена на две части: контроллер, основанный на микроконтроллере ATtinny2313 и питающий/силовой ...

Этот контроллер способен управлять отдельным RGB светодиодом или светодиодной лентой используя пульт дистанционного управления стандарта RC5. Устройство построено на базе распространенных компонентов: микроконтроллер Attiny2313 фирмы Atmel, инфракрасный приемник TSOP1736, стабилизатор LM7805, кварц ...

Ночник сделан из корпуса старого китайского светильника, быстросменяющиеся световые эффекты и быстрое перемигивание светодиодов было заменено на плавный перебор цветов радуги. Плата заменена на новую, и был использован RGB светодиод, управляет которым микроконтроллер Attiny2313. При ...

Термометр является HID-устройством (Human Interface Device). Термометр собран на популярном и относительно недорогом микроконтроллере ATtiny2313 (AT90S2313), непосредственно измерением температуры занимается интегральный термометр DS18B20 (или DS18S20).

С помощью описанного ниже простого прибора автолюбитель сможет за несколько минут проверить и отрегулировать начальную установку угла опережения зажигания на своем автомобиле, а также проверить работоспособность центробежного и вакуумного регуляторов.

Появление в продаже мощных светодиодов, ...

Автономные системы охраны получили достаточно широкое распространение в нашей стране из-за простоты и дешевизны. Классическая простейшая автономка представляет из себя вандалоустойчивый ящик с сиреной, скрытно устанавливаемый тумблер или кнопку для отключения сирены и дверной магнитоконтактный ...

Это мультиметр предназначен для измерения напряжения и тока в блоках питания. Шунт от 0,05 Ома до 2 Ом должен быть включен последовательно с нагрузкой. Может питаться от измеряемого напряжения основного блока питания в пределах 12-30 Вольт.

  • "Бегущий огонь" с автореверсом

    Предлагаемое ...

  • 8-ми канальная система инфракрасного дистанционного управления
    8-ми канальная система инфракрасного ...

    Основой ...

  • DDS генератор на ATmega16
    DDS генератор на ATmega16

    В этой статье ...

  • DDS генератор на Atmega48
    DDS генератор на Atmega48

    Еще несколько лет ...

  • DDS генератор сигналов на AT90USB162 и AD9833 управляемый по USB
    DDS генератор сигналов на AT90USB162 и AD9833 ...

    Один инструмент, ...

  • Gravitron
    Gravitron

    Основная идея ...

  • GSM сигнализация + Touch Memory на Attiny2313
    GSM сигнализация + Touch Memory на Attiny2313

    “SignALL” – GSM ...

  • RGB индикатор загрузки процессора компьютера на Attiny45
    RGB индикатор загрузки процессора компьютера на ...

    Увидев несколько ...

  • RGB контроллер на Attiny2313 с управлением на энкодере
    RGB контроллер на Attiny2313 с управлением на ...

    Контроллер работает ...

  • RGB контроллер с дистанционным управлением на Attiny2313
    RGB контроллер с дистанционным управлением на ...

    Этот контроллер ...

  • RGB ночник на Attiny2313
    RGB ночник на Attiny2313

    Ночник сделан из ...

  • USB-термометр на ATtiny2313
    USB-термометр на ATtiny2313

    Термометр является ...

  • Автомобильный стробоскоп
    Автомобильный стробоскоп

    С помощью ...

  • Автономная охранная система на базе Touch Memory
    Автономная охранная система на базе Touch Memory

    Автономные системы ...

  • АмперВольтметр на Atmega8
    АмперВольтметр на Atmega8

    Это мультиметр ...

Избранное "Устройства на MICROCHIP"

Таймер предназначен для отработки выдержки времени от 0 до 9999 секунд, с точностью 1 секунда. Во время отсчета показания индикатора уменьшаются и в любой момент можно посмотреть сколько еще секунд осталось до окончания заданного интервала.

С целью упрощения индикация и установка производится ...


Этот проект представляет собой 3-х канальную инфракрасную (ИК) дистанционную систему управления. Эта система работает на 12-bit  SIRC - сигналах, которые используются в пультах дистанционного управления фирмы Sony.


Часто при проверке цифровых сигналов или при отладке своих устройств необходим логический анализатор, тем более что все больше устройств разрабатывается на микроконтроллерах. Здесь рассматривается простое решение логического анализатора, который может использоваться для большинства цифровых ...


В этой статье представлена схема 4-х разрядного счетчика на PIC16F88 который имеет следующие характеристики:
- прямой и обратный счет
- сброс результата счета
- свободный счет или удержание при достижении заданного значения
- заданное количество разрядов
- сигнал на выходе контроллера при ...

Терморегулятор CH-1000 предназначены для управления системами регулирования температуры в пределах от - (минус) 50 до + 120 °С. Регулятор может использоваться как в системах отопления, так и в системах охлаждения с управлением компрессором. Регуляторы выпускаются в без корпусном исполнении ...

Описываемый ниже прибор позволяет в широких пределах измерять частоты электрических колебаний, а также ёмкость и индуктивность электронных компонентов с высокой точностью. Расширен предел измерения ёмкости до 10000мкФ.  Так же имеется встроенный генератор фиксированных частот до 1МГц.

Устройство предназначено для измерения малых сопротивлений, индуктивности, емкости и ЭПС конденсаторов. Функционально, схему можно разбить на 8 основных модулей:
- L/C генератор
- Блок источников стабильного тока (50mA/5mA/0.5mA)
- Блок, отвечающий за разряд испытуемого конденсатора
- Блок ...

Это проект полноцветного светодиодного индикатора уровня, который управляется по USB с компьютера на Windows 7 или Vista. Проект преследует несколько целей:

Во-первых, он показывает, как читать аудиоинформацию от машины на Windows и передавать эти данные через USB к устройству.
Во-вторых, он ...

Этот проект представляет собой RGB контроллер, который может быть настроен через соединение USB. Цвет подключенных светодиодов (общий анод) зависит от выбранного режима работы:

- Медленное изменение цвета (около 40 минут);
- Быстрое изменение цвета (около 2 минут);
- Изменение цвета по температуре ...

Все активнее светодиоды входят в нашу жизнь. Всё эффективнее становится светодиодное освещение. Всё ниже опускаются цены. Всё больше появляется возможностей получения сочных цветов, простоты в управлении. Всё чаще можно увидеть светодиоды в оформлении и декоративном освещении.

В этой статье мы ...

Power Pic RGB с дистанционным инфракрасным управлением это устройство, которое генерирует цвета с использованием RGB светодиода и может управляться с помощью любого инфракрасного пульта дистанционного управления протокола Sony SIRC.

Эта третья версия проекта Power Pic RGB, цель которой управлять ...

Светодиодные RGB - светильники используются для создания декоративной подсветки. Источниками света в них служат 3 светодиода красного, зеленого и синего цвета. Смешение цветов создает неповторимую световую картину с тысячами оттенков. Светодиоды являются энергосберегающими источниками света, и их ...

В устройстве предусмотрен ручной и автоматический режим индикации. Когда переключатель SA1 разомкнут действует автоматический режим, при этом цвета меняются с достаточно большой задержкой. Если SA1 замкнут работает ручной режим, где поворотом ручки потенциометра R4 выбирается подходящий цвет ...

24 светодиода, расположенные по кругу создают несколько световых эффектов. Управляет всем микроконтроллер PIC16F628. Скорость перемигивания светодиодов можно изменить путем смены кварца на разные частоты. Схема устройства представлена ниже. Также можно посмотреть видео работы автомата.

Предлагаемое автоматическое зарядное устройство (ЗУ) предназначено для зарядки батареи аккумуляторов номиналь­ным напряжением 12 В и емкостью 1 ...10 А-ч, но при небольшой доработке его можно применить для зарядки аккумуляторных батарей с другими напряжением и емкостью.

В ЗУ применен ...

  • 0-9999 секундный таймер на PIC12F683
    0-9999 секундный таймер на PIC12F683

    Таймер ...

  • 3-х канальная система инфракрасного дистанционного управления на PIC12F629
    3-х канальная система инфракрасного ...

    Этот проект ...

  • 4-канальный логический анализатор на PIC микроконтроллере
    4-канальный логический анализатор на PIC ...

    Часто при ...

  • 4-х разрядный счетчик импульсов на PIC16F88
    4-х разрядный счетчик импульсов на PIC16F88

    В этой статье ...

  • CH-1000 - терморегулятор с датчиком температуры DS18B20
    CH-1000 - терморегулятор с датчиком температуры ...

    Терморегулятор ...

  • FLC– метр/генератор на PIC16F628
    FLC– метр/генератор на PIC16F628

    Описываемый ниже ...

  • LCF - метр PIC18F2520+Nokia 3310LCD
    LCF - метр PIC18F2520+Nokia 3310LCD

    Устройство ...

  • RGB индикатор уровня на PIC18F2550
    RGB индикатор уровня на PIC18F2550

    Это проект ...

  • RGB контроллер с USB интерфейсом на PIC18F2550
    RGB контроллер с USB интерфейсом на PIC18F2550

    Этот проект ...

  • RGB контроллер с дистанционным управлением на PIC12F683
    RGB контроллер с дистанционным управлением на ...

    Все активнее ...

  • RGB контроллер с ИК ДУ на PIC12F629/675/683
    RGB контроллер с ИК ДУ на PIC12F629/675/683

    Power Pic RGB с ...

  • RGB светильник на PIC12F629
    RGB светильник на PIC12F629

    Светодиодные RGB - ...

  • RGB светильник на PIC12F675
    RGB светильник на PIC12F675

    В устройстве ...

  • Автомат световых эффектов на PIC16F628
    Автомат световых эффектов на PIC16F628

    24 светодиода, ...

  • Автоматическое зарядное устройство для АКБ 1-10 А-ч
    Автоматическое зарядное устройство для АКБ 1-10 ...

    Предлагаемое ...

Авторизация