單片機(jī)C語言如何進(jìn)行位操作

　　由于PIC處理器對(duì)位操作是最高效的，所以把一些BOOL變量放在一個(gè)內(nèi)存的位中，既可以達(dá)到運(yùn)算速度快，又可以達(dá)到最大限度節(jié)省空間的目的。

　　在C中的位操作有多種選擇。

　　*********************************************

　　如：char x;x=x|0B00001000; /*對(duì)X的4位置1。*/

　　char x;x=x&0B11011111; /*對(duì)X的5位清0。*/

　　把上面的變成公式則是：

　　#define bitset（var，bitno）（var |=1《《bitno）

　　#define bitclr（var，bitno）（var &=~（1《《bitno））

　　則上面的操作就是：char x;bitset（x，4）

　　char x;bitclr（x，5）

　　*************************************************

　　但上述的方法有缺點(diǎn)，就是對(duì)每一位的含義不直觀，最好是能在代碼中能直觀看出每一位代表的意思，這樣就能提高編程效率，避免出錯(cuò)。

　　如果我們想用X的0-2位分別表示溫度、電壓、電流的BOOL值可以如下：

　　unsigned char x @ 0x20; /*象匯編那樣把X變量定義到一個(gè)固定內(nèi)存中。*/

　　bit temperature@ （unsigned）&x*8+0; /*溫度*/

　　bit voltage@ （unsigned）&x*8+1; /*電壓*/

　　bit current@ （unsigned）&x*8+2; /*電流 */

　　這樣定義后X的位就有一個(gè)形象化的名字，不再是枯燥的1、2、3、4等數(shù)字了。

　　可以對(duì)X全局修改，也可以對(duì)每一位進(jìn)行操作：

　　char=255;

　　temperature=0;

　　if（voltage）。..。..

　　*****************************************************************

　　還有一個(gè)方法是用C的struct結(jié)構(gòu)來定義：

　　如：

　　struct cypok{

　　temperature:1; /*溫度*/

　　voltage:1; /*電壓*/

　　current:1; /*電流*/

　　none:4;

　　}x @ 0x20;

　　這樣就可以用

　　x.temperature=0;

　　if（x.current）。..。

　　等操作了。

　　**********************************************************

　　上面的方法在一些簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)中很有效，但對(duì)于復(fù)雜的設(shè)計(jì)中就比較吃力。如象在多路工業(yè)控制上。前端需要分別收集多路的多路信號(hào)，然后再設(shè)定控制多路的多路輸出。如：有2路控制，每一路的前端信號(hào)有溫度、電壓、電流。后端控制有電機(jī)、喇叭、繼電器、LED。如果用匯編來實(shí)現(xiàn)的話，是很頭疼的事情，用C來實(shí)現(xiàn)是很輕松的事情，這里也涉及到一點(diǎn)C的內(nèi)存管理（其實(shí)C的最大優(yōu)點(diǎn)就是內(nèi)存管理）。采用如下結(jié)構(gòu)：

　　union cypok{

　　struct out{

　　motor:1; /*電機(jī)*/

　　relay:1; /*繼電器*/

　　speaker:1; /*喇叭*/

　　led1:1; /*指示燈*/

　　led2:1; /*指示燈*/

　　}out;

　　struct in{

　　none:5;

　　temperature:1; /*溫度*/

　　voltage:1; /*電壓*/

　　current:1; /*電流*/

　　}in;

　　char x;

　　};

　　union cypok an1;

　　union cypok an2;

　　上面的結(jié)構(gòu)有什么好處呢？聽小弟道來：

　　細(xì)分了信號(hào)的路an1和an2;

　　細(xì)分了每一路的信號(hào)的類型（是前端信號(hào)in還是后端信號(hào)out）：

　　an1.in ;

　　an1.out;

　　an2.in;

　　an2.out;

　　然后又細(xì)分了每一路信號(hào)的具體含義，如：

　　an1.in.temperature;

　　an1.out.motor;

　　an2.in.voltage;

　　an2.out.led2;等

　　這樣的結(jié)構(gòu)很直觀的在2個(gè)內(nèi)存中就表示了2路信號(hào)。并且可以極其方便的擴(kuò)充。

　　如添加更多路的信號(hào)，只需要添加：

　　union cypok an3;

　　union cypok an4;

　　。。。。。。。。。。。。。。。

　　從上面就可以看出用C的巨大好處。

　　PICC每日一貼。（初談如何從匯編轉(zhuǎn)向PICC）

　　小弟不才，特拋磚引玉，與大家共勉。

　　聊聊如何從匯編轉(zhuǎn)向PICC。

　　因?yàn)镠IDE-TECH PICC破解版很多，所以HIDE PICC有比其它PICC有更多的用戶，雖然它的編譯效率不是最好。最好的是CCS，但沒破戒版。。。，不過用HIDE PICC精心安排函數(shù)一樣可以獲得很高的編譯效率，還是人腦是第一的。

　　當(dāng)然要求你要有C語言的基礎(chǔ)。PICC不支持C++，這對(duì)于習(xí)慣了C++的朋友還得翻翻C語言的書。

　　C代碼的頭文件一定要有

　　#include《pic.h》

　　它是很多頭文件的集合，C編譯器在pic.h中根據(jù)你的芯片自動(dòng)栽入相應(yīng)的其它頭文件。

　　這點(diǎn)比匯編好用。

　　載入的頭文件中其實(shí)是聲明芯片的寄存器和一些函數(shù)。

　　順便摘抄一個(gè)片段：

　　static volatile unsigned char TMR0 @ 0x01;

　　static volatile unsigned char PCL @ 0x02;

　　static volatile unsigned char STATUS @ 0x03;

　　可以看出和匯編的頭文件中定義寄存器是差不多的。如下：

　　TMR0 EQU 0X01；

　　PCL EQU 0X02；

　　STATUS EQU 0X03；

　　都是把無聊的地址定義為大家公認(rèn)的名字。

　　一：怎么附值？

　　如對(duì)TMR0附值：

　　匯編中：MOVLW 200；

　　MOVWF TMR0；當(dāng)然得保證當(dāng)前頁面在0，不然會(huì)出錯(cuò)。

　　C語言：TMR0=200；//無論在任何頁面都不會(huì)出錯(cuò)。

　　可以看出來C是很直接了當(dāng)?shù)?。并且最大好處是操作一個(gè)寄存器時(shí)候，不用考慮頁面的問題。一切由C自動(dòng)完成。

　　二：怎么位操作？

　　匯編中的位操作是很容易的。在C中更簡(jiǎn)單。

　　C的頭文件中已經(jīng)對(duì)所有可能需要位操作的寄存器的每一位都有定義名稱：

　　如：PORTA的每一個(gè)I/O口定義為：RA0、RA1、RA2。。。RA7。

　　OPTION的每一位定義為：PS0、PS1、PS2 、PSA 、T0SE、T0CS、INTEDG 、RBPU。

　　可以對(duì)其直接進(jìn)行運(yùn)算和附值。

　　如：

　　RA0=0；

　　RA2=1；

　　在匯編中是：

　　BCF PORTA，0；

　　BSF PORTA，2；

　　可以看出2者是大同小異的，只是C中不需要考慮頁面的問題。

　　三：內(nèi)存分配問題：

　　在匯編中定義一個(gè)內(nèi)存是一件很小心的問題，要考慮太多的問題，稍微不注意就會(huì)出錯(cuò)。比如16位的運(yùn)算等。用C就不需要考慮太多。

　　下面給個(gè)例子：

　　16位的除法（C代碼）：

　　INT X=5000；

　　INT Y=1000；

　　INT Z=X/Y；

　　而在匯編中則需要花太多精力。

　　給一個(gè)小的C代碼，用RA0控制一個(gè)LED閃爍：

　　#include《pic.h》

　　void main（）{

　　int x;

　　CMCON=0B111; file://關(guān)掉A口比較器，要是有比較器功能的話。

　　ADCON1=0B110; file://關(guān)掉A/D功能，要是有A/D功能的話。

　　TRISA=0; file://A口全為輸出。

　　loop:RA0=！RA0；

　　for（x=60000;--x;）{;} file://延時(shí)

　　goto loop;

　　}

　　說說RA0=！RA0的意思：PIC對(duì)PORT寄存器操作都是先讀取----修改----寫入。

　　上句的含義是程序先讀RA0，然后取反，最后把運(yùn)算后的值重新寫入RA0，這就實(shí)現(xiàn)了閃爍的功能。

　?。ㄒ稽c(diǎn)經(jīng)驗(yàn)）如何有效的實(shí)時(shí)控制LED閃爍。

　　在很多設(shè)計(jì)中需要有精彩而實(shí)用的LED閃爍來表示設(shè)備工作正常與否和工作狀態(tài)。

　　在一些實(shí)時(shí)性要求不高的設(shè)計(jì)中可以用插入延時(shí)來控制LED閃爍。

　　它的缺點(diǎn)現(xiàn)而易見：1：LED閃爍方式反映慢。2：在延時(shí)過程不能干其它工作（中斷除外），浪費(fèi)了資源。3：代碼雍長(zhǎng)，真正控制LED就幾個(gè)個(gè)指令，其它的延時(shí)代碼占了99%的空間。

　　如果用TMR1或TMR2來做一個(gè)時(shí)鐘，上面的種種缺點(diǎn)就可以避免，使得你可以騰出大量的時(shí)間做更有效的工作。

　　下面是用TMR1作時(shí)鐘的C代碼（RB1、RB2、RB3控制LED）示例：

　　void set_tmr1（）{

　　TMR1L=0xdc;

　　TMR1H=0xb; /*設(shè)定初值3036*/

　　T1CON=0B10001; /*設(shè)定TMR1 0.125s溢出一次*/

　　}

　　void interrupt time（）{

　　if（TMR1IF）{

　　T1CON=0B10000; /*關(guān)閉TMR1*/

　　TMR1L=0xdc;

　　TMR1H=0xb; /*TMR1設(shè)初值

　　T1CON=0B10001; /*從新設(shè)分頻比，打開TMR1*/

　　if（s++》8）{ /*每S清0*/

　　s=0;

　　if（ss++》60）/*每分鐘清0*/

　　ss=0;

　　}

　　TMR1IF=0;

　　return;

　　}

　　}unsigned char s; /*每0.125S累加1*/

　　unsigned char ss; /*每1秒累加1*/

　　void main（）{

　　set_tmr1（）;

　　。..。..。.; /*設(shè)定I/O口，開TMR1中斷*/

　　while（1）{

　　if（。..） /*判斷閃爍方式語句，下同*/

　　RB1=（bit）（s》4）; /*每1s閃爍一次，占空比50%（調(diào)節(jié)》后面值可以改變）*/

　　if（。..）

　　RB2=（bit）（！ss）; /*每1分鐘閃爍一次，亮1秒，熄59秒*/

　　if（。..）

　　RB3=（bit）（s==0 || s==2 || s== 4 || s== 6）; /*每0.25S閃爍一次*/

　　。..。..。..; /*其它工作*/

　　}

　　}

　　這樣的框架對(duì)于基于要求實(shí)時(shí)性高的軟件查詢的程序是很有效的。

　　在PICC中使用常數(shù)指針。

　　常數(shù)指針使用非常靈活，可以給編程帶來很多便利。

　　我測(cè)試過，PICC也支持常數(shù)指針，并且也會(huì)自動(dòng)分頁，實(shí)在是一大喜事。

　　定義一個(gè)指向8位RAM數(shù)據(jù)的常數(shù)指針（起始為0x00）：

　　#define DBYTE （（unsigned char volatile *） 0）

　　定義一個(gè)指向16位RAM數(shù)據(jù)的常數(shù)指針（起始為0x00）：

　　#define CWORD （（unsigned int volatile *） 0）

　　（（unsigned char volatile *） 0）中的0表示指向RAM區(qū)域的起始地址，可以靈活修改它。

　　DBYTE［x］中的x表示偏移量。

　　下面是一段代碼1：

　　char a1，a2，a3，a4;

　　#define DBYTE （（unsigned char volatile *） 0）

　　void main（void）{

　　long cc=0x89abcdef;

　　a1=DBYTE［0x24］;

　　a2=DBYTE［0x25］;

　　a3=DBYTE［0x26］;

　　a4=DBYTE［0x27］;

　　while（1）;

　　}

　　2：

　　char a1，a2，a3，a4;

　　#define DBYTE （（unsigned char volatile *） 0）

　　void pp（char y）{

　　a1=DBYTE［y++］;

　　a2=DBYTE［y++］;

　　a3=DBYTE［y++］;

　　a4=DBYTE［y］;

　　}

　　void main（void）{

　　long cc=0x89abcdef;

　　char x;

　　x=&cc;

　　pp（x）;

　　while（1）;

　　}

　　3：

　　char a1，a2，a3，a4;

　　#define DBYTE （（unsigned char volatile *） 0）

　　void pp（char y）{

　　a1=DBYTE［y++］;

　　a2=DBYTE［y++］;

　　a3=DBYTE［y++］;

　　a4=DBYTE［y］;

　　}

　　void main（void）{

　　bank1 static long cc=0x89abcdef;

　　char x;

　　x=&cc;

　　pp（x）;

　　while（1）;

　　}

　　關(guān)于BOOL量的一點(diǎn)應(yīng)用。

　　/*bit型變量只能是全局的或靜態(tài)的，

　　而有時(shí)我門在實(shí)際應(yīng)用中既要改變某“位“變量的值；

　　又要保證這個(gè)函數(shù)的獨(dú)立性；那不可避免的要把

　　這個(gè)函數(shù)做成有參函數(shù)，可是bit型變量是不能用做參數(shù)的；

　　那該咋辦泥？還好！有位段。

　　看看：*/

　　/********************************************/

　　union FLAG

　　{

　　unsigned char BYTE;

　　struct

　　{

　　unsigned char b0:1;

　　unsigned char b1:1;

　　unsigned char b2:1;

　　unsigned char b3:1;

　　unsigned char b4:1;

　　unsigned char b5:1;

　　unsigned char b6:1;

　　unsigned char b7:1;

　　}bool;

　　};

　　/********************************************/

　　union FLAG mode;

　　#define auto_bit mode.bool.b0

　　#define cool_bit mode.bool.b1

　　#define dar_bit mode.bool.b2

　　#define fan_bit mode.bool.b3

　　#define heat_bit mode.bool.b4

　　#define swing_bit mode.bool.b5

　　#define bed_bit mode.bool.b6

　　#define time_bit mode.bool.b7

　　/********************************************/

　　void mode_task（in_mode）

　　union FLAG *in_mode;

　　{

　　in_mode -》 bool.b0=1;

　　in_mode -》 bool.b5=1;

　　/*也可這樣寫

　　in_mode -》 BYTE|=0x21;*/

　　}

　　/********************************************/

　　void main（void）

　　{

　　mode.BYTE=0X00;

　　while（1）

　　{

　　mode_task（&mode）;

　　}

　　}

　　/********************************************/

　　這樣寫多爽！

　　這里涉及了結(jié)構(gòu)，聯(lián)合，位段，及指針；可得先把基礎(chǔ)概念搞清楚！

　　用PICC寫高效的位移操作。

　　在許多模擬串行通信中需要用位移操作。

　　以1-W總線的讀字節(jié)為例，原廠的代碼是：

　　unsigned char read_byte（void）

　　{

　　unsigned char i;

　　unsigned char value = 0;

　　for （i = 0; i 《 8; i++）

　　{

　　if（read_bit（）） value| = 0 x 01《《i;

　　// reads byte in， one byte at a time and then

　　// shifts it left

　　delay（10）; // wait for rest of timeslot

　　}

　　return（value）;

　　}

　　雖然可以用，但編譯后執(zhí)行效率并不高效，這也是很多朋友認(rèn)為C一定不能和匯編相比的認(rèn)識(shí)提供了說法。

　　其實(shí)完全可以深入了解C和匯編之間的關(guān)系，寫出非常高效的C代碼，既有C的便利，又有匯編的效率。

　　首先對(duì) for （i = 0; i 《 8; i++）做手術(shù)，改成遞減的形式：

　　for（i=8;i！=0;i--），因?yàn)?a target="_blank">CPU判斷一個(gè)數(shù)是否是0（只需要一個(gè)指令），比判斷一個(gè)數(shù)是多大來的快（需要3個(gè)指令）。

　　再對(duì)value| = 0 x 01《《i;做手術(shù)。

　　value| = 0 x 01《《i;其實(shí)是一個(gè)低水平的代碼，效率低，DALLAS的工程師都是NO1，奇怪為什么會(huì)如此疏忽。

　　仔細(xì)研究C語言的位移操作，可以發(fā)現(xiàn)C總是先把標(biāo)志位清0，然后再把此位移入字節(jié)中，也就是說，當(dāng)前移動(dòng)進(jìn)字節(jié)的位一定是0。

　　那么，既然已經(jīng)是0了，我們就只剩下一個(gè)步驟：判斷總線狀態(tài)是否是高來決定是否改寫此位，而不需要判斷總線是低的情況。

　　于是改寫如下代碼：

　　for（i=8;i！=0;i--）{

　　value》》=1; //先右移一位，value最高位一定是0

　　if（read_bit（）） value|=0x80; //判斷總線狀態(tài)，如果是高，就把value的最高位置1

　　}

　　這樣一來，整個(gè)代碼變得極其高效，編譯后根本就是匯編級(jí)的代碼。

　　再舉一個(gè)例子：

　　在采集信號(hào)方面，經(jīng)常是連續(xù)采集N次，最后求其平均值。

　　一般的，無論是用匯編或C，在采集次數(shù)上都推薦用8，16，32、64、128、256等次數(shù)，因?yàn)檫@些數(shù)都比較特殊，對(duì)于MCU計(jì)算有很大好處。

　　我們以128次采樣為例：注：sampling（）為外部采樣函數(shù)。

　　unsigned int total;

　　unsigned char i，val;

　　for（i=0;i《128;i++）{

　　total+=sampling（）;

　　}

　　val=total/128;

　　以上代碼是很多場(chǎng)合都可以看見的，但是效率并不怎么樣，狂浪費(fèi)資源。

　　結(jié)合C和匯編的關(guān)系，再加上一些技巧，就可以寫出天壤之別的匯編級(jí)的C代碼出來

　　首先分析128這個(gè)數(shù)是0B10000000，發(fā)現(xiàn)其第7位是1，其他低位全是0，那么就可以判斷第7位的狀態(tài)來判斷是否到了128次采樣次數(shù)

　　在分析除以128的運(yùn)算，上面的代碼用了除法運(yùn)算，浪費(fèi)了N多資源，完全可以用右移的方法來代替之

　　val=total/128等同于val=（unsigned char）（total》》7）;

　　再觀察下去：total》》7還可以變通成（total《《1）》》8，先左移動(dòng)一位，再右移動(dòng)8位，不就成了右移7位了么？

　　可知道位移1，4，8的操作只需要一個(gè)指令哦。

　　有上面的概驗(yàn)了，就可以寫出如下的代碼：

　　unsigned int total;

　　unsigned char i=0

　　unsigned char val;

　　while（?。╥&0x80））{ //判斷i第7位，只需要一個(gè)指令。

　　total+=sampling（）;

　　i++;

　　}

　　val=（unsigned char）（（total《《1）》》8）; //幾個(gè)指令就代替了幾十個(gè)指令的除法運(yùn)算

　　哈哈，發(fā)現(xiàn)什么？代碼量竟然可以減少一大半，運(yùn)算速度可以提高幾倍。

　　再回頭，就可以理解為什么采樣次數(shù)要用推薦的一些特殊值了。