单片机C语言编程，位操作

前面介绍了单片机为什么要用C语言编程、单片机编程要使用哪些编程环境。从本节开始介绍单片机编程的基本知识。第一节要介绍的是

单片机的位操作

位操作包含哪些操作呢？常用的有六种操作：按位与“&”、按位或“|”、按位取反“~”、按位异或“^”、左移“<<”、右移“>>”等，表格如下：

位操作表格

按位与"&"计算逻辑

按位与"&"的逻辑是输入中只要有一个0时，输出为0；输入都为1时，输出才为1。真值表格如下：

0

0

1

1

输入B

0

1

0

1

输出

0

0

0

1

按位或“|”计算逻辑

按位“|”的逻辑是输入中只要有一个1时，输出为1；输入都为0时，输出才为0。真值表格如下：

输入A

0

0

1

1

输入B

0

1

0

1

输出

0

1

1

1

按位取反(~)计算逻辑

按位取反(~)可以理解为非，即翻转，输入为0时，输出为1；输入为1时，输出为0。真值表格如下：

输入

0

1

输出

1

0

按位异或“^”计算逻辑

按位异或(^)是用来判断输入是否一致的，如果两个输入一致则为0；输入不一致则为1。真值表格如下：

输入A

0

0

1

1

输入B

0

1

0

1

输出

0

1

1

0

左移“<<”和右移">>"计算逻辑

移位操作要考虑数据是否有符号，在单片机编程时，无符号类型用的比较多，所以这里介绍无符号的移位。

无符号数据左移时，右侧补零，左侧被移走。

左移"<<"图解

无符号数据右移时，左侧补零，右侧被移走。

右移“>>”图解

按位计算的意义

前面说过，按位逻辑计算对寄存器的配置非常方便，因为寄存器是可“位”操作的，要寄存器的某位操作时，不能更改其他位的数值。

后面还会继续介绍位操作的编程实现方式。

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单片机位操作指令

前面那些流水灯的例程，我们已经习惯了“位”一位就是一盏灯的亮和灭，而我们学的指令却全都是用“字节”来介绍的：字节的移动、加法、减法、逻辑运算、移位等等。用字节来处理一些数学问题，比如说：控制冰箱的温度、电视的音量等等很直观，能直接用数值来表在。可是如果用它来控制一些开关的打开和合上，灯的亮和灭，就有些不直接了，记得我们上次课上的流水灯的例程吗?我们知道送往P1口的数值后并不能马上知道哪个灯亮和来灭，而是要化成二进制才知道。工业中有很多场合需要处理这类开关输出，继电器吸合，用字节来处理就显示有些麻烦，所以在8031单片机中特意引入一个位处理机制。

位寻址区

在8031中，有一部份RAM和一部份SFR是具有位寻址功能的，也就是说这些RAM的每一个位都有自已的地址，能直接用这个地址来对此进行操作。

内部RAM的20H-2FH这16个字节，就是8031的位寻址区。看图1。可见这里面的每一个RAM中的每个位我们都可能直接用位地址来找到它们，而不必用字节地址，然后再用逻辑指令的方式。

能位寻址的特殊功能寄存器

8031中有一些SFR是能进行位寻址的，这些SFR的特点是其字节地址均可被8整除，如A累加器，B寄存器、PSW、IP(中断优先级控制寄存器)、IE(中断允许控制寄存器)、SCON(串行口控制寄存器)、TCON(定时器/计数器控制寄存器)、P0-P3(I/O端口锁存器)。以上的一些SFR我们还不熟，等我们讲解相关内容时再作详细解释。

位操作指令

MCS-51单片机的硬件结构中，有一个位处理器(又称布尔处理器)，它有一套位变量处理的指令集。在进行位处理时，CY(就是我们前面讲的进位位)称“位累加器”。有自已的位RAM，也就是我们刚讲的内部RAM的20H-2FH这16个字节单元即128个位单元，还有自已的位I/O空间(即P0.0…..P0.7,P1.0…….P1.7,P2.0……..P2.7,P3.0……..P3.7)。当然在物理实体上它们与原来的以字节寻址用的RAM，及端口是完全相同的，或者说这些RAM及端口都能有两种使用办法。

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