[转贴]gcc经验点滴(二)---鱼,熊掌.AVR的两种位操作的比较（wjc3k发于21ic）（位域与C位操

dfgeoff · 发表于 2005-1-12 17:32:28

转贴前言：一直看到做51转做AVR的朋友，想继续使用bit这样的操作，讨论也不少。其实对于设计人员的未来考虑，还是使用纯C比较好，毕竟适应性强。C51增加的bit、sbit是考虑了51的SRAM小的特点的。移植性就受到影响了。能放弃，尽量放弃。

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

wjc3k 发表于 3/5/2003 10:39:38 AM AVR 单片机

大家好，得到大家的大力支持，本小小菜现如今胆儿大了点，脸皮厚了点儿，又来献丑啦。今儿就不说没用的话了，免得鸡蛋横飞过来啦。

AVR的两种位操作的比较（位域方式和移位宏方式）

测试环境如下：

硬件:AT90S2313

软件: WiinAVR gcc3.3 -Os级优化(最小size)。

说明：

由于AVR不支持位操作，所以必须通过软件来实现。下面对我所知道的两种方法进行一个简单的比较。

1、位域方式。先定义一个位域，

         typedef struct _bit_struct

         {

            unsigned char bit0 : 1 ;

            unsigned char bit1 : 1 ;

            unsigned char bit2 : 1 ;

            unsigned char bit3 : 1 ;

            unsigned char bit4 : 1 ;

            unsigned char bit5 : 1 ;

            unsigned char bit7 : 1 ;

            unsigned char bit6 : 1 ;

         }bit_field;

      再用一个宏 ,来指向要操作的位。

         #define LED          GET_BITFIELD(PORTB).bit0

         #define BUTTON    GET_BITFIELD(PINB).bit7

      使用时只需要直接赋值即可：如LED =    0 ,LED = 1,  或者直接判断 LED==0 , LED ==1.

      这种方法类似C51中的位操作。直接。

2、位移宏方式。主要有三个.

            #define Set_Bit(val, bitn) (val |=(1<<(bitn)))

            #define Clr_Bit(val, bitn)    (val&=~(1<<(bitn)))

            #define Get_Bit(val, bitn) (val &(1<<(bitn)) )

      　三个分别用来设置某一位，清除某一位，取某一位的值.

         使用方法为.Set_Bit(PORTA,3); Clr_Bit(PORTB,2); Get_Bit(val,5);

3、测试程序.

         说明，假设PORTB.7接按纽，PORTB.0 接LED

         测试程序完成如下操作。

               当BUTTON == 0时 ,LED输出1 否则输出0，

               这样的目的是即测试了输入，又测试了输出1和输出0，相对全面一点。  C代码如下.

                  // testled.c    测试AVR的位操作.

            // 这是gcc；如是其它编译器，请修改。

            #include <avr/io.h>

            // 定义一个寄存器（Register）或端口（Port）的八个位

            typedef struct _bit_struct

            {

                  unsigned char bit0 : 1 ;

                  unsigned char bit1 : 1 ;

                  unsigned char bit2 : 1 ;

                  unsigned char bit3 : 1 ;

                  unsigned char bit4 : 1 ;

                  unsigned char bit5 : 1 ;

                  unsigned char bit7 : 1 ;

                  unsigned char bit6 : 1 ;

            }bit_field;

               //定义一个宏，用来得到每一位的值

            #define GET_BITFIELD(addr) (*((volatile  bit_field *) (addr)))

            //定义每一个位

            #define LED          GET_BITFIELD(PORTB).bit0

            #define BUTTON    GET_BITFIELD(PINB).bit7

            #define Set_Bit(val, bitn) (val |=(1<<(bitn)))

            #define Clr_Bit(val, bitn)    (val&=~(1<<(bitn)))

            #define Get_Bit(val, bitn) (val &(1<<(bitn)) )

            int main( void )

            {

                  DDRB = 0x41; //配置PB0为输出,PB7为输入

                  if ( BUTTON==0 )    LED = 1; else LED = 0;

                  //if(!Get_Bit(PINB,7) )  Set_Bit(PORTB,0); else Clr_Bit(PORTB,0);

                  while(1);

            }

            //    ----------------------       end       -----------------------------

4、测试过程。

   a.先使用位域方式。

   主程序中使用 if ( BUTTON==0 )    LED = 1; else LED = 0;

   结果如下：

                  int main( void )

                  {

                  4a: cf ed          ldi r28, 0xDF ; 223

                  4c: d0 e0          ldi r29, 0x00 ; 0

                  4e: de bf          out 0x3e, r29 ; 62

                  50: cd bf          out 0x3d, r28 ; 61

                     DDRB = 0x41;    //配置PB0为输出,PB7为输入

                  52: 81 e4          ldi r24, 0x41 ; 65

                  54: 87 bb          out 0x17, r24 ; 23

                     if ( BUTTON==0 )    LED = 1; else LED = 0;

                  56: 86 b3          in r24, 0x16 ; 22

                  58: e8 2f          mov r30, r24

                  5a: ff 27          eor r31, r31

                  5c: 80 81          ld r24, Z

                  5e: 86 fd          sbrc r24, 6

                  60: 07 c0          rjmp .+14       ; 0x70

                  62: 88 b3          in r24, 0x18 ; 24

                  64: e8 2f          mov r30, r24

                  66: ff 27          eor r31, r31

                  68: 80 81          ld r24, Z

                  6a: 81 60          ori r24, 0x01 ; 1

                  6c: 80 83          st Z, r24

                  6e: 06 c0          rjmp .+12       ; 0x7c

                  70: 88 b3          in r24, 0x18 ; 24

                  72: e8 2f          mov r30, r24

                  74: ff 27          eor r31, r31

                  76: 80 81          ld r24, Z

                  78: 8e 7f          andi r24, 0xFE ; 254

                  7a: 80 83          st Z, r24

                     while(1);

                  7c: ff cf          rjmp .-2       ; 0x7c

      main函数共52Bytes.其中，从lst文件看得出:main函数的初始化用了4条指令，8Bytes. 最后一句while(1);用了1条指令2Bytes.( for循环和do-while也是)

      DDRB=0x41用了2条指令4Bytes. 计算一下：52-8-4-2=38Bytes,即if ( BUTTON==0 )    LED = 1; else LED = 0; 这句用了19条指令38Bytes. (居然运用了3个寄存器白r24,r30,r31,和一个Z，代码真是苦涩，，我看不懂，准备以后作代码加密用:).  )

   b.使用移位宏方式。

   将 if ( BUTTON==0 )    LED = 1; else LED = 0;  换为等效的    if(!Get_Bit(PINB,7) )  Set_Bit(PORTB,0); else Clr_Bit(PORTB,0);

   结果,main函数仅24Bytes.其它代码一样，略去. 所以，上面这句代码仅用了24-14=10Bytes ,5条指令。生成的代码如下:

            56: b7 99          sbic 0x16, 7 ; 22

            58: 02 c0          rjmp .+4       ; 0x5e

            5a: c0 9a          sbi 0x18, 0 ; 24

            5c: 01 c0          rjmp .+2       ; 0x60

            5e: c0 98          cbi 0x18, 0 ; 24

5. 菜论：鱼和熊掌。

   由于AVR可以对I/O脚进行sbic,sbi,cbi,这样的位操作，所以使用I/O脚操作时，移位宏可以产生高效的代码。

   例如，要实现上面的几个简单的指令，为了实现LED=1这样的类似C51的sbit的效果，我必须多付出(38-10=28Bytes)的代价。

6......

      对于I/O脚，可以产生这样高效的代码，是因为有sbi和cbi这样的指令，那么对于一般的变量，又如何呢？................

hotpower · 发表于 2005-1-12 19:16:05

通用MCU8位16位24位32位变量定义头文件MCUBIT.H

PICC菜鸟玩PICC位变量潇洒走一回

本人对移植的看法
-----此内容被hotpower于2005-01-12,19:21:46编辑过

jeewood · 发表于 2005-1-12 21:02:01

好贴子啊,不顶不行的!

lanmp · 发表于 2005-1-12 22:22:37

3/5/2003 好早啊

atmel 的application note上面也有，很清楚。

onorg · 发表于 2005-11-23 12:08:18

看了不顶，是BC

benladn911 · 发表于 2005-11-23 12:38:00

我也有些小方法，呵呵，见笑了：

看下下面的程序吧：

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

*  主页：  HTTP://WWW.QLMCU.COM

*

*  程序功能：  流水灯的左移右移实验

*

*  应用软件：  WinAVR

*

*  版本：  WinAVR-20050214-install

*

*  硬件：  WS9500

*

*  创建时间：  2005-11-10

*

*  编写: benladn911

*

*  注：为了有更多实用的实验程序供大家学习，部分程序参考网上的资源，

*    在此谢谢这些无私奉献的朋友！！！

*

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

#include <avr/io.h>

#include <avr/delay.h>

//注：内部函数_delay_ms() 最高延时  262.144mS@1MHz 即 32.768ms@8MHz

// 该函数可以实现较精确的定时for()/while()指令很难计算延时时间

// 为了使 _delay_ms()函数的延时正确，须在makefile中设定F_CPU为实际的系统时钟频

// 本范例为6MHz外部晶振振荡器即 F_CPU=6000000

//-----------位操作定义------------------------<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<这里

#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))

#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))

#define LED_ON  cbi(PORTD,7)//在程序用LED_ON代替cbi(PORTD,7)<<<<<<<<<<<<<<

//---------------------------------------------------------------

//内部函数_delay_ms() 最高延时  262.144mS@1MHz 即 32.768ms@8MHz

void delay_ms(unsigned int ms);//----ms级延时

//内部函数_delay_us() 最高延时  768 us@1MHz 即 96 us@8MHz

void delay_us(unsigned int us);//----us级延时

//--------------------------------------------------------------------------

int main(void)

{

unsigned char i,j; //定义变量

DDRA=0xFF; //定义了端口PORTA全部为输出

PORTA=0xFF; //PA口设为输出高电平，灯灭PORTA

//第一种方法选通PD7（LED的电源控制的端）

//DDRD=0xFF;       //PORTD全部设置为输出

//PORTD=PORTD & 0x7F; //0x7F=0b0111 1111

//第二种方法选通PD7（LED的电源控制的端）

//DDRD=0xFF;          //PORTD全部设置为输出

//PORTD=0x7F;          //0b0111 1111

//第三种方法选通PD7（LED的电源控制的端）

sbi(DDRD,7);//对PD7的DDR清零，PD7设置为输出

LED_ON;//PD7输出低电平

while(1)

{

i=0x01;

for (j=0;j<8;j++)  //循环8次，即PA0~~PA7轮流闪亮

{

PORTA=~i; //反相输出,低电平有效

delay_ms(100);

i=i<<1; //左移一位

// 0b00000001 PB0

// 0b00000010 PB1

// 0b00000100 PB2

// 0b00001000 PB3

// 0b00010000 PB4

// 0b00100000 PB5

// 0b01000000 PB6

// 0b10000000 PB7

}

i=0x80;

for (j=0;j<8;j++)  //循环8次，即PA0~~PA7轮流闪亮

{

PORTA=~i; //反相输出,低电平有效,

delay_ms(100);

i=i>>1; //右移一位

}

}

}

//----------------ms级延时---------------

void delay_ms(unsigned int ms)

{

unsigned int i;

for(i=0;i<ms;i++) _delay_ms(1); //延时 i*ms= 毫秒，可自行调节

}

//----------------us级延时---------------

void delay_us(unsigned int us)

{

unsigned int i;

for(i=0;i<us;i++) _delay_us(1); //延时 i*us= 毫秒，可自行调节

}

hotpower · 发表于 2005-12-6 19:05:21

哈哈,现在被AVR感化了,反而见了bit就晕...

(1 << bit)挺好的,见了它就知道和位有关了,出错几率反而更小了.

whaul · 发表于 2005-12-12 10:58:38

新手学习中,致谢

zhi1980 · 发表于 2005-12-13 23:04:42

不错，谢了

zhengkaike · 发表于 2005-12-15 15:25:19

顶~~~~~~~~~~

rf232 · 发表于 2005-12-26 10:10:12

顶一下

fqs0920 · 发表于 2005-12-28 16:06:42

用字节进行逻辑运算吗!很简单!就可以对任何位置位,清0

Char_Gato · 发表于 2006-3-18 12:43:30

顶～～～～～～～～

c551 · 发表于 2006-4-12 16:33:46

又学到了知识,非常感谢.

lyping · 发表于 2006-4-12 18:12:16

为什么我按楼主写的测试位操作不行呢？哪位老兄给解释一下！单片机是MAGE8的。

xwyjianghu · 发表于 2006-7-6 13:27:27

看了就长见识了。呵呵。顶了

alexant · 发表于 2006-7-6 23:16:15

本来已经忘了这个话题,我一直这样用的:

#define GET_BITFIELD(addr) (*((volatile  bit_field *)(addr)))

#define GETBIT(address,b) GET_BITFIELD(&address).bit##b

#define PD7__      GETBIT(PORTD,7)

#define PD6__      GETBIT(PORTD,6)

#define PD5__ GETBIT(PORTD,5)

#define PD4__      GETBIT(PORTD,4)

#define PD3__      GETBIT(PORTD,3)

#define PD2__      GETBIT(PORTD,2)

#define PD1__      GETBIT(PORTD,1)

#define PD0__      GETBIT(PORTD,0)

#define nRF905_MOSI PD7__

#define nRF905_SCK PD6__

注意GET_BITFIELD(&address).bit##b中的address前面的取址符"&",这是唯一与楼主所讲的不一样的地方,大家可以该该再看看

下面是if(dat&0x80)nRF905_MOSI=1;else nRF905_MOSI=0;的汇编代码:

   if(dat&0x80)

3da: 87 ff    sbrs r24, 7

3dc: 02 c0    rjmp .+4       ; 0x3e2 <SpiWriteByte+0xa>

nRF905_MOSI=1;

3de: 5f 9a    sbi 0x0b, 7 ; 11

3e0: 01 c0    rjmp .+2       ; 0x3e4 <SpiWriteByte+0xc>

     else

nRF905_MOSI=0;

3e2: 5f 98    cbi 0x0b, 7 ; 11

nRF905_SCK=1;

3e4: 5e 9a    sbi 0x0b, 6 ; 11

究其原因,AVR标准头文件中的是这样定义一个寄存器的:

#define PIND    _SFR_IO8(0x10)

实际上是这样的

#define PIND (*(volatile uint8_t *)(0x10))

可以看出PIND已经成为指向地址0x10的内容,,而我们是要对地址进行位操作,所以需要用"&PIND"将其还原为地址再使用.

-----此内容被alexant于2006-07-06,23:32:47编辑过

-----此内容被alexant于2006-07-06,23:45:22编辑过

kaiwenavr · 发表于 2006-7-7 17:46:20

^_^

真正感觉到C的灵活

顶

jstwjw · 发表于 2006-7-8 07:03:10

有启发，好文

kltiantang · 发表于 2006-7-8 14:35:40

好，以后就这样用呵。谢谢了，顶起来！

ml07077 · 发表于 2006-7-8 23:44:09

WinAvr 2006.4.21版有 <avr/portpins.h>

slamkk · 发表于 2006-9-18 23:39:34

请问这一块，最后一部分是什么意思？

#define GET_BITFIELD(addr) (*((volatile bit_field *)(addr)))

ama_killer · 发表于 2006-9-30 12:13:04

alexant · 发表于 2006-9-30 15:57:11

bit_field就是楼主帖子里的那个位域啊:

typedef struct _bit_struct

{

  unsigned char bit0 : 1 ;

  unsigned char bit1 : 1 ;

  unsigned char bit2 : 1 ;

  unsigned char bit3 : 1 ;

  unsigned char bit4 : 1 ;

  unsigned char bit5 : 1 ;

  unsigned char bit6 : 1 ;

  unsigned char bit7 : 1 ;

}bit_field;

#define GET_BITFIELD(addr) (*((volatile  bit_field *)(addr)))是将addr强制为位域指针,方便其他的宏来访问addr内容的某个位.

不知这样解释是否达意,还望各位多多赐教!

yanhanyu · 发表于 2006-10-4 23:37:37

强烈支持hotpower 菜农

sundmon · 发表于 2006-10-5 02:51:25

学习中

martin7wind · 发表于 2006-10-6 08:42:26

学习中

zsulrq · 发表于 2006-11-17 11:15:38

请问可以这样定义吗？

typedef struct _bit_struct

{

  unsigned char bit0 : 8 ;

  unsigned long bit1 : 17 ;

  unsigned char bit2 : 7 ;

  unsigned char bit3 : 8 ;

}bit_field;

如果这样定义的话，占用的字节数会是多少？5个？

谢谢！

MYMCU · 发表于 2006-11-17 11:49:40

不错.如果先定义好led的状态,用起来更方便一点.如:

#define led_on PORTB&=0xfe//置0

#define led_off PORTB|=0x01//置1

#define led_cpl PORTB^=0x01//取反

要开led,直接led_on,程序看起来更直观.

zsulrq · 发表于 2006-11-17 12:07:30

请问可以这样定义吗？

typedef struct _bit_struct

{

  unsigned char bit0 : 8 ;

  unsigned long bit1 : 17 ;

  unsigned char bit2 : 7 ;

  unsigned char bit3 : 8 ;

}bit_field;

如果这样定义的话，占用的字节数会是多少？5个？

谢谢！

在网上找了一下，只有一个网友说像上面这样定义是不行的，但没有验证。

这里有没有大虾讲解多一下？？

zsulrq · 发表于 2006-11-17 15:45:21

敝人验证了一下，证明是可以这样定义的（在winavr中）

而且在网上找了一个网友发表的文章，他说编译器不同可能压缩的方法就不同。

所以敝人所说可以这么定义，而且内存定位是压缩排列的前提是使用GCC的winavr，其他情况没有验证。

还有提个现象：ouravr上回答他人问题的人真的越来越少了，有时候急的时候真等也等不到呀……

wentao · 发表于 2006-11-17 16:32:47

顶一下

jiushiainile · 发表于 2006-12-31 22:20:06

我也来顶一下，受益非浅，谢谢各位了

swordKING · 发表于 2007-2-2 17:02:21

谢谢，什么时候我才能上传我的东西跟大家分享呢，哈哈，初学者的心愿！

joson · 发表于 2007-2-2 17:30:08

好贴!不过我还是喜欢用"与","或" 进行字节操作.

microcon · 发表于 2007-2-2 18:42:48

顶！

对于bit变量采用下面的方法操作也很方便：

typedef struct {

  unsigned BIT0: 1;

  unsigned BIT1: 1;

  unsigned BIT2: 1;

  unsigned BIT3: 1;

  unsigned BIT4: 1;

  unsigned BIT5: 1;

  unsigned BIT6: 1;

  unsigned BIT7: 1;

}AVRBIT;//定义一个只能按位域寻址的新变量类型

typedef union {

  AVRBIT BIT;//可以按位域寻址

  unsigned char BYTE;//可以按字节寻址

}AVRBITBYTE;//定义一个既能按位域寻址也可按字节寻址的新变量类型

AVRBITBYTE  rWorkFlag;

#define fPowerOn       rWorkFlag.BIT.BIT0

#define fModelWork    rWorkFlag.BIT.BIT1

#define fOnWork       rWorkFlag.BIT.BIT2

#define fSelfDisp    rWorkFlag.BIT.BIT6

#define fSetFlash5s    rWorkFlag.BIT.BIT7

            int main( void )

            {

            //    DDRB = 0x41; //配置PB0为输出,PB7为输入

                  while(1)

                  {

                  if ( fPowerOn==1 ) fOnWork = 1; else fOnWork = 0;

                  if ( fPowerOn==0 )fPowerOn =1;

                     }

            }

John_Lee · 发表于 2007-2-3 14:35:09

各位的方法都有一个不足的地方：不能定义多于1位的bitfield。

例如：atmega64外接了一个29SF040，地址A0-A18，按32Kbytes分页，29SF040的A0-A14接到MCU地址总线，A15-A18做分页地址，连接到一般I/O上，例如PORTF0-PORTF3。

在程序中如何方便地定义和访问这种多于1位的位域？即某个位域变量可以从一个字节的bit0到bit7中的任何一位开始，宽度可以从1位到7位。

bluemidi · 发表于 2007-2-3 16:14:48

楼上的，给你地址你看看，这儿有介绍.

http://www.programfan.com/article/showarticle.asp?id=2695

John_Lee · 发表于 2007-2-4 00:38:14

可能我没说明白意思，算了，我直接给出我的答案：终极位域定义。

下面是头文件：

---------------------------------------------

#ifndef __BITWISE_H

#define __BITWISE_H

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

#define _BITFIELD_(_W) \

typedef union { \

struct { \

uint8_t used :_W; \

}; \

uint8_t dummy; \

} _bit_0_ ## _W ## _t

#define _BITFIELD1_(_S, _W) \

typedef union { \

struct { \

uint8_t res :_S; \

uint8_t used :_W; \

}; \

uint8_t dummy; \

} _bit_ ## _S ## _ ## _W ## _t

_BITFIELD_ (1);

_BITFIELD_ (2);

_BITFIELD_ (3);

_BITFIELD_ (4);

_BITFIELD_ (5);

_BITFIELD_ (6);

_BITFIELD_ (7);

_BITFIELD_ (8);

_BITFIELD1_ (1, 1);

_BITFIELD1_ (1, 2);

_BITFIELD1_ (1, 3);

_BITFIELD1_ (1, 4);

_BITFIELD1_ (1, 5);

_BITFIELD1_ (1, 6);

_BITFIELD1_ (1, 7);

_BITFIELD1_ (2, 1);

_BITFIELD1_ (2, 2);

_BITFIELD1_ (2, 3);

_BITFIELD1_ (2, 4);

_BITFIELD1_ (2, 5);

_BITFIELD1_ (2, 6);

_BITFIELD1_ (3, 1);

_BITFIELD1_ (3, 2);

_BITFIELD1_ (3, 3);

_BITFIELD1_ (3, 4);

_BITFIELD1_ (3, 5);

_BITFIELD1_ (4, 1);

_BITFIELD1_ (4, 2);

_BITFIELD1_ (4, 3);

_BITFIELD1_ (4, 4);

_BITFIELD1_ (5, 1);

_BITFIELD1_ (5, 2);

_BITFIELD1_ (5, 3);

_BITFIELD1_ (6, 1);

_BITFIELD1_ (6, 2);

_BITFIELD1_ (7, 1);

#define SFR(_P, _S, _W) (* (_bit_ ## _S ## _ ## _W ## _t volatile *) (_SFR_ADDR (_P))).used

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

/* EOF */

-------------------end--end--end---------------------------

使用方法：

要使用的位域变量或寄存器，只需按下面的规则定义一下就可以了：

#define <BITFIELD_VAL> SFR(<BYTE_ADDR>,<START_BIT>,<BIT_WIDTH>)

BITFIELD_VAL: 要使用的位域变量名。

BYTE_ADDR: 所需的位域变量所在的字节地址。

START_BIT: 所需的位域变量在该字节的起始位置。

BIT_WIDTH: 位域变量的宽度。

比如：我要定义PORTF3-PORTF6作为一个整体变量使用，变量名为PAGE_REG，我只需定义：

#define PAGE_REG SFR (PORTF, 3, 4)

在使用时就直接读写 PAGE_REG 就可以了，决不会影响 PORTF0, PORTF1, PORTF2, PORTF7的值。

再举例：定时器预分频设置：

#define T0_CK SFR (TCCR0, 0, 3)

使用时：

T0_CK = 0; // stop

T0_CK = 1; // OSC

T0_CK = 2; // OSC/8

T0_CK = 3; // OSC/64

T0_CK = 4; // OSC/256

等等。

是不是很方便？

caixiong · 发表于 2007-2-6 16:42:02

学习中!

eagle2006 · 发表于 2007-4-9 00:46:17

指针没学好，看到指针就晕了

zl345 · 发表于 2007-5-15 22:48:57

为什么我按楼主和5楼写的测试位操作不行呢？哪位老兄给解释一下！用studio4.12仿真的。

zhuyu · 发表于 2007-6-18 16:59:32

GET_BITFIELD(&address).bit##b

在这个式子中最后的##b,其中##是代表什么意思?

有谁可以解释一下的吗 ?

zhuyu · 发表于 2007-6-18 17:17:11

ps : 是连接的意思,刚查到 !

snow_xsj · 发表于 2007-6-28 23:40:02

个人有个人的习惯，不必说谁好谁坏；就像学英语是美式好还是英式好，一言难尽。

对从C51转过来搞AVR的人来说，对位操作还是情有独钟的。

感谢楼主的分享。

Tomson · 发表于 2007-8-17 13:56:18

我非常赞成snow_xsj的观点

Tomson · 发表于 2007-8-18 12:48:35

我用了楼主的方法,但在编译后出现了很多警告:

2549: warning: cast to pointer from integer of different size,

我的引用如下:

unsigned char flag4;

#define image_off GET_BITFIELD(flag4).bit0

#define image_art GET_BITFIELD(flag4).bit1

#define image_wb GET_BITFIELD(flag4).bit2

#define picture_lr GET_BITFIELD(flag4).bit3

#define picture_ud GET_BITFIELD(flag4).bit4

#define mask_on GET_BITFIELD(flag4).bit5

#define ext_on GET_BITFIELD(flag4).bit6

#define alarm_on GET_BITFIELD(flag4).bit7

#define GET_BITFIELD(addr) (*((volatile  bit_field *) (addr)))

/*########################################################*/

typedef struct _bit_struct

         {

            unsigned  bit0 : 1 ;

            unsigned  bit1 : 1 ;

            unsigned  bit2 : 1 ;

            unsigned  bit3 : 1 ;

            unsigned  bit4 : 1 ;

            unsigned  bit5 : 1 ;

            unsigned  bit6 : 1 ;

            unsigned  bit7 : 1 ;

         }bit_field;

/*########################################################*/

请各位大虾帮我看看是哪里出了问题,如何更改?

brotherwyz · 发表于 2007-8-18 13:25:20

6......

对于I/O脚，可以产生这样高效的代码，是因为有sbi和cbi这样的指令，那么对于一般的变量，又如何呢？................

期待有人答复这一点,因为我编了108K的程序,RAM也用了3.4K,再往后编时,为了节省RAM,怕不够用,就用了一些位域来定义一些标志变量,但不是I/0,这样是不是代码加长了呢?

frozenstar · 发表于 2007-11-23 22:03:19

好啊,顶

Chenxg · 发表于 2007-12-4 13:02:36

好,学习了.谢谢各位!!小弟祝大家天天开心.

tuy0326 · 发表于 2007-12-6 02:04:27

学习！

ATmega32 · 发表于 2007-12-6 08:55:21

在IAR下，用位域读写IO口非常高效的。

0400110222wmm · 发表于 2008-4-21 16:19:40

帮助很大

chen1986sl · 发表于 2008-4-21 21:19:51

对于AVR的为操作我一般是喜欢宏定义
例如：#define ledon (PORTB|=(1<<PB0);

AVR猎手的这个更不错

//-----------位操作定义------------------------<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<这里
#define sbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
#define cbi(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))

bjj9217 · 发表于 2008-4-21 22:13:30

学习！

ndust · 发表于 2008-5-29 00:13:50

记号

273504522 · 发表于 2008-5-29 06:26:16

好帖,不过有些地方还不是很明白

wisebaby · 发表于 2008-5-29 11:30:17

我和16楼的用法一样

xad74 · 发表于 2008-5-29 11:44:18

先顶一下，待会再看

lofeng · 发表于 2008-5-29 12:24:41

ndust · 发表于 2008-6-3 23:55:07

应该好好看看！

cds828 · 发表于 2008-6-4 22:53:32

这个不错,收藏了

525133174 · 发表于 2008-6-11 14:38:31

LZ,你错了.16楼的才是正确的:

*************************************************************************
【16楼】 alexant

注意GET_BITFIELD(&address).bit##b中的address前面的取址符"&",这是唯一与楼主所讲的不一样的地方,大家可以该该再看看
下面是if(dat&0x80)nRF905_MOSI=1;else nRF905_MOSI=0;的汇编代码:

         if(dat&0x80)
3da:       87 ff             sbrs       r24, 7
3dc:       02 c0             rjmp       .+4             ; 0x3e2 <SpiWriteByte+0xa>
                     nRF905_MOSI=1;
3de:       5f 9a             sbi       0x0b, 7       ; 11
3e0:       01 c0             rjmp       .+2             ; 0x3e4 <SpiWriteByte+0xc>
         else
                     nRF905_MOSI=0;
3e2:       5f 98             cbi       0x0b, 7       ; 11
            nRF905_SCK=1;
3e4:       5e 9a             sbi       0x0b, 6       ; 11

究其原因,AVR标准头文件中的是这样定义一个寄存器的:
#define PIND    _SFR_IO8(0x10)
实际上是这样的
#define PIND (*(volatile uint8_t *)(0x10))

可以看出PIND已经成为指向地址0x10的内容,,而我们是要对地址进行位操作,所以需要用"&PIND"将其还原为地址再使用.

525133174 · 发表于 2008-6-11 15:02:57

// testled.c    测试AVR的位操作.
// 这是gcc；如是其它编译器，请修改。
#include <avr/io.h>

typedef union {
  unsigned char BYTE;  //可以按字节寻址

  struct {
unsigned char BIT0       :1;
unsigned char BIT1       :1;
unsigned char BIT2       :1;
unsigned char BIT3       :1;
unsigned char BIT4       :1;
unsigned char BIT5       :1;
unsigned char BIT6       :1;
unsigned char BIT7       :1;
  } BIT;    //定义一个只能按位域寻址的新变量类型
} BITFIELD; //定义一个既能按位域寻址也可按字节寻址的新变量类型

#define GET_FIELD(addr) (*((volatile  BITFIELD *) (&addr))) //使addr所指寄存器既能按位域寻址也可按字节寻址

#define GET_BIT(addr,b) GET_FIELD(addr).BIT.BIT##b //定义一个宏，用来得到每一位的值

#define nRF905_MOSI GET_BIT(PORTD,6)

#define Set_Bit(val, bitn) (val |=(1<<(bitn)))
#define Clr_Bit(val, bitn)    (val&=~(1<<(bitn)))
#define Get_Bit(val, bitn) (val &(1<<(bitn)) )

int main( void )
{
  DDRB = 0xff; //配置PB0为输出,PB7为输入
  while(1)
  {
nRF905_MOSI=1;
nRF905_MOSI=0;
Set_Bit(PORTB,0);
Clr_Bit(PORTB,0);
  }
}
//    ----------------------       end       -----------------------------

******************测试结果***********************************
---- main.c ---------------------------------------------------------------------------------------
32:    {
+00000049: EF8F       SER    R24             Set Register
+0000004A: BB87       OUT    0x17,R24       Out to I/O location
36:          nRF905_MOSI=1;
+0000004B: 9A96       SBI    0x12,6          Set bit in I/O register
37:          nRF905_MOSI=0;
+0000004C: 9896       CBI    0x12,6          Clear bit in I/O register
38:          Set_Bit(PORTB,0);
+0000004D: 9AC0       SBI    0x18,0          Set bit in I/O register
39:          Clr_Bit(PORTB,0);
+0000004E: 98C0       CBI    0x18,0          Clear bit in I/O register
+0000004F: CFFB       RJMP PC-0x0004       Relative jump
***************
结果一样,根本不存在代码效率问题.所以bit field法,大家可以放心用,真的方便多了

tekjian · 发表于 2008-6-11 19:15:33

各有高招，乱七八糟 <--- 瞎说的
可否综合一下

tekjian · 发表于 2008-6-11 22:33:16

仿真测试了一下，38楼JohnLee的可用：

#ifndef __MYBIT_H__
#define __MYBIT_H__

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

// AVR 位操作宏
// Compiler: WinAVR

#include <avr/io.h>

/***********************************************************************************/
// Set, Clear and Reverse a bit in a byte
#define SBI__(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) |= _BV(bit))
#define CBI__(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) &= ~_BV(bit))
#define RBI__(sfr, bit) (_SFR_BYTE(sfr) ^= _BV(bit))

/***********************************************************************************
使用方法：

要使用的位域变量或寄存器，只需按下面的规则定义一下就可以了：

#define <BITFIELD_VAL> SFR__(<BYTE_ADDR>,<START_BIT>,<BIT_WIDTH>)

BITFIELD_VAL: 要使用的位域变量名。
BYTE_ADDR: 所需的位域变量所在的字节地址。
START_BIT: 所需的位域变量在该字节的起始位置。
BIT_WIDTH: 位域变量的宽度。

比如：我要定义PORTF3-PORTF6作为一个整体变量使用，变量名为PAGE_REG，我只需定义：

#define PAGE_REG SFR__ (PORTF, 3, 4)

在使用时就直接读写 PAGE_REG 就可以了，决不会影响 PORTF0, PORTF1, PORTF2, PORTF7的值。

再举例：定时器预分频设置：

#define T0_CK    SFR__ (TCCR0, 0, 3)

使用时：
T0_CK = 0; // stop
T0_CK = 1; // OSC
T0_CK = 2; // OSC/8
T0_CK = 3; // OSC/64
T0_CK = 4; // OSC/256
等等。

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

#define _BITFIELD0_(_S, _W)          \
  typedef union {                   \
struct {                         \
   uint8_t used  :_W;             \
};                               \
uint8_t dummy;                   \
} _bit_##_S##_##_W##_t;

#define _BITFIELD1_(_S, _W)          \
  typedef union {                   \
struct {                         \
   uint8_t res :_S;             \
   uint8_t used  :_W;             \
};                               \
uint8_t dummy;                   \
} _bit_##_S##_##_W##_t;

_BITFIELD0_ (0, 1);
_BITFIELD0_ (0, 2);
_BITFIELD0_ (0, 3);
_BITFIELD0_ (0, 4);
_BITFIELD0_ (0, 5);
_BITFIELD0_ (0, 6);
_BITFIELD0_ (0, 7);
_BITFIELD0_ (0, 8);

_BITFIELD1_ (1, 1);
_BITFIELD1_ (1, 2);
_BITFIELD1_ (1, 3);
_BITFIELD1_ (1, 4);
_BITFIELD1_ (1, 5);
_BITFIELD1_ (1, 6);
_BITFIELD1_ (1, 7);

_BITFIELD1_ (2, 1);
_BITFIELD1_ (2, 2);
_BITFIELD1_ (2, 3);
_BITFIELD1_ (2, 4);
_BITFIELD1_ (2, 5);
_BITFIELD1_ (2, 6);

_BITFIELD1_ (3, 1);
_BITFIELD1_ (3, 2);
_BITFIELD1_ (3, 3);
_BITFIELD1_ (3, 4);
_BITFIELD1_ (3, 5);

_BITFIELD1_ (4, 1);
_BITFIELD1_ (4, 2);
_BITFIELD1_ (4, 3);
_BITFIELD1_ (4, 4);

_BITFIELD1_ (5, 1);
_BITFIELD1_ (5, 2);
_BITFIELD1_ (5, 3);

_BITFIELD1_ (6, 1);
_BITFIELD1_ (6, 2);

_BITFIELD1_ (7, 1);

// P: the port; S: start bit; W: bits width
#define SFR__(_P, _S, _W)  (* (_bit_##_S##_##_W##_t volatile *) (_SFR_ADDR (_P))).used

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

#ifdef __TEST_MYBIT_H__

#include <avr/io.h>
#include "mybit.h"

#define LED6_ON PORTD |=  _BV(6) //位置高
#define LED6_OFF  PORTD &= ~_BV(6) //位置低
#define LED6_ALT  PORTD ^=  _BV(6) //位取反
#define LED6_READ PIND &  _BV(6) //位读

#define LED6  SFR__ (PORTD, 6, 1)
#define LED67 SFR__ (PORTD, 6, 2)

int main(void)
{
  DDRD = 0xFF;

  LED6_ON;
  LED6_OFF;
  LED6_ALT;

  SBI__(PORTD, 6);
  CBI__(PORTD, 6);
  RBI__(PORTD, 6);

  LED6 = 0b0;
  LED67 = 0b10;
  LED6 = LED6_READ;

  return 0;
}

/***********************************************************************************
@00000049: main
---- mybit.h --------------------------------------------------------------------------------------
13:    {
+00000049: EF8F       SER    R24             Set Register
+0000004A: BB81       OUT    0x11,R24       Out to I/O location
16:       LED6_ON;
+0000004B: 9A96       SBI    0x12,6          Set bit in I/O register
17:       LED6_OFF;
+0000004C: 9896       CBI    0x12,6          Clear bit in I/O register
18:       LED6_ALT;
+0000004D: B382       IN    R24,0x12       In from I/O location
+0000004E: E490       LDI    R25,0x40       Load immediate
+0000004F: 2789       EOR    R24,R25       Exclusive OR
+00000050: BB82       OUT    0x12,R24       Out to I/O location
20:       SBI__(PORTD, 6);
+00000051: 9A96       SBI    0x12,6          Set bit in I/O register
21:       CBI__(PORTD, 6);
+00000052: 9896       CBI    0x12,6          Clear bit in I/O register
22:       RBI__(PORTD, 6);
+00000053: B382       IN    R24,0x12       In from I/O location
+00000054: 2789       EOR    R24,R25       Exclusive OR
+00000055: BB82       OUT    0x12,R24       Out to I/O location
24:       LED6 = 0b0;
+00000056: 9896       CBI    0x12,6          Clear bit in I/O register
25:       LED67 = 0b10;
+00000057: B382       IN    R24,0x12       In from I/O location
+00000058: 738F       ANDI R24,0x3F       Logical AND with immediate
+00000059: 6880       ORI    R24,0x80       Logical OR with immediate
+0000005A: BB82       OUT    0x12,R24       Out to I/O location
26:       LED6 = LED6_READ;
+0000005B: B380       IN    R24,0x10       In from I/O location
+0000005C: 9896       CBI    0x12,6          Clear bit in I/O register
29:    }
***********************************************************************************/

#endif

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

#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif //define __MYBIT_H__

/* ---------------------------------- end of file ------------------------------------- */

616058952 · 发表于 2009-2-25 21:05:00

顶起来了！！！！

1860 · 发表于 2009-2-26 14:52:42

好多高手，赶快学习

eduhf_123 · 发表于 2009-2-26 16:55:31

MARK

nicksean · 发表于 2009-2-26 22:54:20

我是这么用的:

//标识符合并宏
#define __ID_COMBINE(left, right) (left##right)

//标识符合并中间宏
#define _ID_COMBINE(l, r) __ID_COMBINE(l, r)

#define _PORT(a) _ID_COMBINE(PORT, a)
#define _DDR(a)    _ID_COMBINE(DDR, a)
#define _PIN(a)    _ID_COMBINE(PIN, a)

#define _SET_BIT(target, bit) ((target) |= (1 << (bit)))
#define _CLR_BIT(target, bit) ((target) &= ~(1 << (bit)))
#define _GET_BIT(target, bit) ((target) & (1 << (bit)))
#define _FLP_BIT(target, bit) ((target) ^= (1 << (bit)))

#define _PIN_HI(flag, bit)    (_SET_BIT(_PORT(flag), bit))
#define _PIN_LO(flag, bit)    (_CLR_BIT(_PORT(flag), bit))
#define _PIN_GT(flag, bit)    (_GET_BIT(_PIN(flag), bit))

#define _PIN_OUT(flag, bit)    _DDR(flag) |= BIT(bit)
#define _PIN_IN(flag, bit)    _DDR(flag) &= ~BIT(bit)
#define _PIN_IN_PH(flag, bit) _PIN_IN(flag, bit); _PIN_HI(flag, bit)

//LCD
#define _LCD_nRST_OUT          _PIN_OUT(B, 1)
#define _LCD_nRST_HI          _PIN_HI(B, 1)
#define _LCD_nRST_LO          _PIN_LO(B, 1)

#define _LCD_nCS1_OUT          _PIN_OUT(A, 6)
#define _LCD_nCS1_HI          _PIN_HI(A, 6)
#define _LCD_nCS1_LO          _PIN_LO(A, 6)

#define _LCD_nCS2_OUT          _PIN_OUT(A, 7)
#define _LCD_nCS2_HI          _PIN_HI(A, 7)
#define _LCD_nCS2_LO          _PIN_LO(A, 7)

#define _LCD_E_OUT             _PIN_OUT(C, 7)
#define _LCD_E_HI             _PIN_HI(C, 7)
#define _LCD_E_LO             _PIN_LO(C, 7)

#define _LCD_RnW_OUT          _PIN_OUT(A, 5)
#define _LCD_RnW_HI          _PIN_HI(A, 5)
#define _LCD_RnW_LO          _PIN_LO(A, 5)

#define _LCD_DnI_OUT          _PIN_OUT(B, 0)
#define _LCD_DnI_HI          _PIN_HI(B, 0)
#define _LCD_DnI_LO          _PIN_LO(B, 0)

#define _LCD_DATA_IN          _DDR(D) = 0x00
#define _LCD_DATA_OUT          _DDR(D) = 0xFF
#define _LCD_OUT(x)          _PORT(D) = x
#define _LCD_IN(x)             x = _PIN(D)

void HD61202_MoveCursorToChar(BYTE x, BYTE yCh)
{
if(x < _SCREEN_BLOCK_WIDTH)
{
      _LCD_nCS1_HI;
      _LCD_nCS2_LO;
}
else
{
      _LCD_nCS1_LO;
      _LCD_nCS2_HI;
}

HD61202_CMD(_DISP_PAGE(yCh));
HD61202_CMD(_DISP_Y(x));
}

hzxiaobao · 发表于 2009-4-24 21:14:40

学习中,顶................

avrwoo · 发表于 2009-4-26 13:39:14

学习啦！

hzxiaobao · 发表于 2009-6-7 22:55:08

标记

zlutian · 发表于 2009-6-8 09:11:01

谢谢,mark

sdjackal · 发表于 2009-6-8 17:28:18

mark

bellz · 发表于 2009-6-25 09:38:21

果然好贴！！！

chinamanzhong · 发表于 2009-6-30 18:33:02

zxmok · 发表于 2009-6-30 22:19:40

好贴再顶!

yongshi01 · 发表于 2009-7-8 17:26:16

mark

deepin · 发表于 2009-7-10 09:04:55

顶了!
不错!

yu_studio · 发表于 2009-7-10 09:23:37

好贴，收藏！

zhangxun0712 · 发表于 2009-7-11 15:50:31

好贴，转载了

bbi3014 · 发表于 2009-7-12 12:54:41

以后学

yanghuagui · 发表于 2009-8-8 02:52:02

好贴！顶起！

hpdell · 发表于 2009-9-4 16:49:49

高手如云，值得学习学习！！！！！！！！！！

qingzhou · 发表于 2009-9-16 14:30:00

学习

guyuqiang · 发表于 2009-9-16 16:01:54

记好！

FREEXP · 发表于 2009-9-16 16:57:28

好资料,值得学习!!!

qinzhifeng · 发表于 2009-9-16 20:22:18

好贴

jydq · 发表于 2009-9-16 22:53:57

学习了，谢谢分享。

51hubao · 发表于 2009-9-20 13:36:29

mark1

Stillness · 发表于 2009-9-21 11:26:29

mark

xiongtoto · 发表于 2009-10-10 13:26:37

CoolBird007 · 发表于 2009-10-13 18:44:31

好贴，看了这么多，我还是用 PORTD |=_BV(PD1);这样的东西，大家一看就知道。效率是编译器的事。

feng741 · 发表于 2009-10-19 22:13:29

mark

archldx · 发表于 2009-10-25 01:46:26

我就是因为移位操作，我的ad 转换结果就错了，上面的写的很好；谢谢分享

leiyun121 · 发表于 2009-10-25 08:53:49

好贴！

super373 · 发表于 2009-10-26 23:07:49

好贴~~~顶一个！

QQ373466062 · 发表于 2009-10-28 22:25:20

Mark

sxndwg · 发表于 2009-10-31 08:16:39

mark

[转贴]gcc经验点滴(二)---鱼,熊掌.AVR的两种位操作的比较（wjc3k发于21ic）（位域与C位操

阿莫论坛20周年了！感谢大家的支持与爱护！！