MC9S12G128系列之三——位操作
上一期的参考资料如下：
源码地址：//download.csdn.net/download/Sure_gengjia/1253037
MC9S12G128数据手册： //download.csdn.net/download/Sure_gengjia/12530918
本期源码地址：待更新
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1 overview
1.1 目的
本文档用于起点开发板的软件中位操作说明。
不局限于硬件功能的实现，着眼于实现高质量、优美的软件。
2 位操作
2.1 原因
很多对寄存器的操作需要位操作，包括很多数据也需要位操作，为了让位操作更加优美、增加可读性和支持更复杂的位操作，特把位操作单独成章，进行解析。
2.2 位操作的用处
2.2.1 寄存器操作
在该开发板driver层中可见到以下代码：
对drio_dir_reg中的寄存器进行位与操作。
2.2.2 数据处理
3 具体操作
3.1 或操作|
3.1.1 以unsignedchar类型数据为例
希望对unsigned char或者unsigned short或者unsigned long数据进行位与操作，如：
unsigned char u8_data = 0x55;
-
将u8_data的bit0置一，操作如下：
u8_data |= 0x01;
0x01二进制表示为(0000 0001)b
-
将u8_data的bit4置一，操作如下：
u8_data |= 0x10;
0x10二进制表示为(0001 0000)b
0x01和0x10都可以用1移位到期望的bit位，
所以可以改写为：
u8_data |= (unsigned char)((unsigned char)(1 << 0));
u8_data |= (unsigned char)((unsigned char)(1 << 4));
//1<<4 -> 0001 0000b = 0x10，
//(unsigned char)(1 << 4) = (0001 0000)b= 0x10
//u8_data & 0xef将bit4置一，其他位置不影响；
3.1.2 如何生成指定位为1的掩码
3.2 位与运算&
3.2.1 以unsigned char类型数据为例
希望对unsigned char或者unsigned short或者unsigned long数据进行位与操作，如：
unsigned char u8_data = 0x55;
-
将u8_data的bit0清零，操作如下：
u8_data &= 0xfe;
0xfe二进制表示为(11111110)b
-
将u8_data的bit4清零，操作如下：
u8_data &= 0xef;
0xef二进制表示为(11101111)b
0xfe和0xfe都可以用1移位到期望的bit位，然后取反，
所以可以改写为：
u8_data &= (unsigned char)(~(1 << 0))
u8_data &= (unsigned char)(~(1 << 4));
//1<<4 -> 0001 0000b = 0x10，
//(unsigned char)(~(1 << 4)) = 1110 1111b = 0xef
//u8_data & 0xef将bit4清零，其他位置不影响；
3.2.2 如何取0xef——如何生成与掩码
将bit4清零生成的，只需要将数据与0xEF相与，将bit0清零，只需要将数据与0xFE相与；
如何生成0xEF和0xFE？
只需要将‘1’左移至指定位置，然后取反即可，具体代码实现见第四章。
3.3 异或取反操作^
① 与1异或操作可以用于对变量指定位取反。
1 ^ 1 = 0;
0 ^ 1 = 1;
相同为0，不同为1。
② 与0异或，取原值
1 ^ 0 = 1;
0 ^ 0 = 0;
3.3.1 以unsigned char类型数据为例
希望对unsigned char或者unsigned short或者unsigned long数据进行位与操作，如：
unsigned char u8_data= 0x55;
-
将u8_data的bit0取反，操作如下：
u8_data ^= 0x01;
0x01二进制表示为(0000 0001)b
-
将u8_data的bit4取反，操作如下：
u8_data ^= 0x10;
0x10二进制表示为(0001 0000)b
0x01和0x10都可以用1移位到期望的bit位，
所以可以改写为：
u8_data ^= (unsignedchar)(1 << 0);
u8_data ^= (unsignedchar)(1 << 4);
//u8_data ^ 0x10将bit4取反，其他位置不影响；
4 软件实现
4.1 生成掩码
约定：
① byte指八位数据长度无符号数值
② WORD指十六位数据长度无符号数值
③ DWORD指三十二位数据长度无符号数值
4.1.1 生成指定位为1的掩码
生成一个“1”
生成多个“1”
4.1.2 生成指定位为0的掩码
只需将生成多个“1”的掩码取反：
4.2 指定位置一
4.2.1 基本或操作
① data为unsigned char型变量；
bitmask为指定位要置一的掩码，如bit0->bit2置一，掩码应为0x07
② data为unsigned short型变量；
bitmask为指定位要置一的掩码，如bit0->bit2置一，掩码应为0x0007
③ data为unsigned long型变量；
bitmask为指定位要置一的掩码，如bit0->bit2置一，掩码应为0x0000 0007
4.2.2 指定一个位置一
bitidx为指定位，0~31；
4.2.3 指定多个位置一
startbit为指定位，0~31；
bitcount为期望被置一的位长度；
4.3 指定位清零
4.3.1 基本与操作
① data为unsigned char型变量；
bitmask为指定位要清零的掩码，如bit0->bit2清零，掩码应为0xF8
② data为unsigned short型变量；
bitmask为指定位要清零的掩码，如bit0->bit2清零，掩码应为0xFFF8
③ data为unsigned long型变量；
bitmask为指定位要清零的掩码，如bit0->bit2清零，掩码应为0xFFFFFFF8
4.3.2 指定一个位清零
bitidx为指定位，0~31；
4.3.3 指定多个位清零
startbit为指定位，0~31；
bitcount为期望被置一的位长度；
4.4 读取指定位
读取变量指定位是0还是1。
bitidx为指定的位的索引，范围0~31
4.5 指定位写值
给变量的指定位置写入0或1。
4.5.1 写值基本操作
4.5.2 指定一个位写值
① 首先要将指定位清零
BYTEOP_GENERATE_MASK_BITS (bitidx,1)生成掩码；
② 再判断要写入的值是0还是1
((bitvalue) & 0x01U) << (bitidx))限制写入值为0或1；
4.5.3 指定多个位写值
4.5.3.1 分解
一byteop为例
① 生成掩码，将指定的多个位清零
BYTEOP_GENERATE_MASK_BITS(startbit,bitcount)
② 根据startbit和bitcount生成指定长度的掩码，与要写入的value相与，排除对变量其他位的影响
BYTEOP_GENERATE_BITS(0,bitcount)
③ 或上要写入的被修饰过的值
5 软件测试
5.1 “1”移位操作
5.1.1 测试代码
5.1.2 测试结果
5.2 生成多位为“1”的操作
用于对多个位置一操作，生成如0x07的数值；
5.2.1 测试代码
5.2.2 测试结果
5.3 生成掩码
生成如0xFE的掩码，用于屏蔽bit0；
5.3.1 测试代码
5.3.2 测试结果
5.4 置一操作
5.4.1 测试代码
5.4.2 测试结果
5.5 指定位清零操作
5.5.1 测试代码
5.5.2 测试结果
5.6 其他操作
其他操作：
① 指定多位置一
② 指定多位清零
③ 读指定位数值
④ 写指定位数值
⑤ 写指定多位数值
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