问为什么是位移运算符？

EN

1. 如果您有可以启用或禁用的功能，您可以使用单个位来设置状态:1或0。
2. 如果你需要存储值(比方说从0到7)，你只需要3位(000 in binary =0 in dec，001 = 1,010 = 2，...，111 = 7)。而且你还有8位中的5位可用。

这是怎么回事？请有人用0和1来图解一下

1 << 2= 00000001 << 2= 00000100 =4

4 >> 2= 00000100 >> 2= 00000001 =1

我认为真正的问题不是“这到底意味着什么”，而是“为什么为微控制器编写程序的开发人员似乎喜欢这种方式？”

我不知道他们是不是那样爱。我根本不是一个开发人员，我只是对微控制器有一点兴趣，但这是我的想法。

你见过芯片的文档吗？这里有一个来自Atmel pdf的例子。

USART控制和状态寄存器- UCSRnB

·位7- RXCIEn: RX完成中断使能n将此位写入1可使能RXCn标志上的中断。仅当RXCIEn位写入1、SREG中的全局中断标志写入1且UCSRnA中的RXCn位被设置时，才会生成USART接收完成中断。

·位6- TXCIEn: TX完成中断使能n将此位写入1使能TXCn标志上的中断。仅当TXCIEn位写入1、SREG中的全局中断标志写入1且UCSRnA中的TXCn位被设置时，才会生成USART传输完成中断。

·位5- UDRIEn：...·位4- RXENn：...·位3- TXENn：...·位2- UCSZn2：...·位1- RXB8n：...·位0- TXB8n：...

问题是，芯片是通过设置或清除某些控制寄存器中的单个位来控制的。这些寄存器在文档中有难看的名称，位也有难看的名称。开发环境已经提供了所有的宏，它们的名称与文档定义的名称相似。

现在假设有人想要在RXCn标志上启用中断，并保持所有其他设置不变。这需要在一个特定寄存器中设置一个位，而其他位保持不变。运算符|=是完成此操作的最简单方法

假设寄存器的地址是0x3F (我虚构了这个数字，这并不重要)，可以这样写：

*((unsigned char*)0x3F) |= 0x80;// I want to set bit number 7 (RXCIEn)

现在，这个可读性如何？

在开发环境中，已经定义了像UCSRnB和RXCIEn这样的宏，使用它们是显而易见的事情。碰巧RXCIEn是一个位数，而不是该位的值，所以要编写与上面相同的代码，必须编写

UCSRnB |= (1 << RXCIEn);

多亏了文档，比如

UCSRnB = (1<<RXENn)|(1<<TXENn);

被认为可读性比

*((unsigned char*)0x3F) = 0x18; // I want to set bits number 4 and 3 (RXENn and TXENn)

文档本身充满了使用这些定义的宏的代码示例，我猜开发人员太快地习惯了它，试图找到更好的方法。

在您给出的第一个示例中：

SWITCH_DDR &= ~SWITCH_BIT;   
SWITCH_PORT |= SWITCH_BIT;

这不是位移位，而是位掩码。

具体地说，第一个语句关闭值中的一个给定位，第二个语句打开相同的位，保持所有其他位不变。

假设SWITCH_DDR和SWITCH_PORT是控制某些设备行为的特殊内存值。它的每个位打开/关闭一个功能。如果你想单独控制一个给定的功能，你必须能够在不干扰其他功能的情况下进行一点更改。也就是说，由SWITCH_BIT控制的特性是字节中最左边的一位。因此，SWITCH_BIT的值为0x80 (二进制为10000000)。当您执行第一条语句时，您将使用~运算符反转SWITCH_BIT (以二进制形式获得01111111 )，并对SWITCH_DDR应用二进制and。这有效地清除了最左边的位，并保留了其他位不变。第二个语句执行二进制OR，因此得到相反的结果。

现在，关于移位操作，有很多应用程序(很多已经在另一个答案中提到了)，我会简单地在你发布的代码中解释具体的用法。因此，您需要：

void SerialInit(void)
{
   UBRRH = ((XTAL / (8 * 250000)) - 1)>>8;   // 250kbps at 16Mhz
   UBRRL = (XTAL / (8 * 250000)) - 1;
   UCSRA = (1<<U2X);
   UCSRB = (1<<TXEN);
   UCSRC = (1<<URSEL) + (1<<UCSZ1) + (1<<UCSZ0);
}

这里的事情类似于前面的例子(在值中设置特定的位)，但由于情况的不同，有一些不同：

a)虽然在第一个示例中已经制作了位掩码(SWITCH_BIT)，但这里的常量只是位的位置。例如，U2X包含需要打开/关闭的位的位置(从右到左)，而不是它的位掩码。执行(1<<U2X)可以有效地生成相应的位掩码。如果需要打开的位在最左边(就像我在SWITCH_BIT示例中所做的那样)，U2X将是7，移位的结果将是相同的二进制10000000。

b)在最后一行中：

UCSRC = (1<<URSEL) + (1<<UCSZ1) + (1<<UCSZ0);

这是组合由每个常量产生的位掩码(同样，其值是从右起的位位置)。问题是程序员决定使用+运算符而不是二进制OR，因为他/她知道当你没有“碰撞”位时，他们的结果是相同的。就我个人而言，我总是使用二进制OR，以表明我所做的不是算术加法。

c)最后，关于第一行

UBRRH = ((XTAL / (8 * 250000)) - 1)>>8;

看起来更复杂，显然是时钟划分的因素，我必须看文档才能更好地理解。我现在不担心，它可能会在时间上变得清晰。