逻辑运算符＆amp; C中的位分离计算（PIC编程）

Question

我正在编程PIC18F94K20，以便与MCP7941X I2C RTCC和24AA128 I2C CMOS串行EEPROM器件配合使用。目前我的代码成功地对RTCC的秒/天/等值进行了初始化并启动了计时器，在每秒的周转时切换LED。

我正在尝试增加代码以回读这些值的正确数据，但是当我尝试考虑值中的各种“额外”位时，我遇到了麻烦。记忆图可能有助于解释我的问题：

例如，以小时栏或02h地址为例。位6设置为1以切换12小时时间，将小时位添加01000000。我可以在此地址读回字节的全部内容，但我想使用if语句来检测是否有12或24小时的时间，并进行相应的调整。我并不担心10小时的比特，因为我可以通过BCD转换循环轻松地计算出来（我认为）。

我之前使用C中的按位OR运算符将原始小时数据增加到24.我将此特定情况下的小时数初始化为0x11，并将12小时控制位设置为0x64。设置时间时：

WriteI2C(0x11|0x64);

你可以看到

使用按位OR。

当回读小时时，如何将运算符合并到我的代码中以将多余的位与实际的时间位分开？我尝试过这样的事情：

current_seconds = ReadI2C();
current_seconds = ST & current_seconds;

但这完全破坏了一切。它编译，但设备被“卡住”在这个序列上。

如何将ST / AMPM / VBATEN位与我需要的实际数据分开，以及针对它们出现的各种情况实现循环的好方法是什么（例如，读取12小时时间如果位如果bit6 = 1，则6 = 0和24小时，依此类推。

我有点像C新手，这是我第一次涉足电子产品，所以我非常感谢任何帮助。感谢。

Answer 1

要删除（零）一个位，您可以使用设置了所有其他位的掩码对该值进行AND运算，即，您希望为零的位的补码，例如：

value_without_bit_6 = value & ~(1<<6);

要隔离整数内的某个位，可以使用仅设置了这些位的掩码对该值进行AND运算。对于检查标志，这就是你需要做的，例如，

if (value & (1<<6)) {
    // bit 6 is set
} else {
    // bit 6 is not set
}

要读取较大的整数偏移量的值，首先将这些位隔离，然后将它们向右移动最低位的索引（以使最低有效位进入正确位置），例如：

value_in_bits_4_and_5 = (value & ((1<<4)|(1<<5))) >> 4;

对于更易读的代码，您应该使用常量或#define d宏来表示您需要的各种位掩码，例如：

#define BIT_VBAT_EN (1<<3)

if (value & BIT_VBAT_EN) {
   // VBAT is enabled
}

另一种方法是使用位域来定义位组织，例如：

typedef union {
    struct {
        unsigned ones:4;
        unsigned tens:3;
        unsigned st:1;
    } seconds;
    uint8_t byte;
} seconds_register_t;

seconds_register_t sr;
sr.byte = READ_ADDRESS(0x00);
unsigned int seconds = sr.seconds.ones + sr.seconds.tens * 10;

位域的一个潜在问题是编译器生成的代码可能无法预测大或效率低，这有时是微控制器的一个问题，但显然它的读写更好。 （经常提到的另一个问题是位域的组织，例如字节序，很大程度上没有被C标准规定，因此不能保证在编译器和平台上可移植。但是，我认为微控制器的低级开发往往是本质上是不可移植的，所以如果你找到合适的位布局我就不会考虑使用bitfields“错误”，特别是对于业余爱好者项目。）

然而，你可以用宏完成类似的可读语法;它只是宏本身不太可读：

#define GET_SECONDS(r) ( ((r) & 0x0F) + (((r) & 0x70) >> 4) * 10 )
uint8_t sr = READ_ADDRESS(0x00);
unsigned int seconds = GET_SECONDS(sr);

Answer 2

关于位屏蔽本身，您将要在微控制器中创建该存储器映射的模型。最简单，最粗鲁的方法是#define多个位掩码，如下所示：

#define REG1_ST          0x80u
#define REG1_10_SECONDS  0x70u
#define REG1_SECONDS     0x0Fu

#define REG2_10_MINUTES  0x70u
...

然后在读取每个字节时，屏蔽掉您感兴趣的数据。例如：

bool    st          = (data & REG1_ST) != 0;
uint8_t ten_seconds = (data & REG1_10_SECONDS) >> 4;
uint8_t seconds     = (data & REG1_SECONDS);

重要的是要尽量减少源代码中的“幻数”。

写数据：

reg1 = 0;
reg1 |= st ? REG1_ST : 0;
reg1 |= (ten_seconds << 4) & REG1_10_SECONDS;
reg1 |= seconds & REG1_SECONDS;

请注意，我遗漏了这个I2C通信。