AVR Bit Magic

V assembleri existuje pre manipuláciu s bitmi dostatok inštrukcií. To v C-čku štandardne nie je, preto sa musíme naučiť s bitmi manipulovať.

Vstupy

V prvom cvičení sme napríklad na test stlačenia tlačidla mohli použiť inštrukciu

 sbis PIND,3		; sbis = Skip if Bit Is Set,  preskoc ak je PIND.3 nastaveny (=1)

V jazyku C ale typ bit neexistuje (hoci niektoré kompilátory takýto typ zaviedli), preto môžeme pracovať len s bajtmi, a musíme si nejako vypomôcť. Pri rozumnom zápise však kompilátor rozpozná, že chceme pracovať s bitom a preloží našu konštrukciu správne.

Ak chceme testovať stav jedného bitu v bajte, musíme ostatné zakryť, zamaskovať. To sa robí tzv. maskou:

Príslušná konštrukcia v C potom bude

if ( PIND & 0x08)          // PIND & 0000 1000

To, že chceme pracovať s tretím bitom sa dá okrem priameho zápisu 0x08 zapísať aj takto (0x01<<3). Príslušná konštrukcia v C potom bude

if ( PIND & (0x01<<3))          // PIND & 0000 1000

Pričom je užitočné zadefinovať si na tento účel makro (v skutočnosti už také makro s názvom _BV(x) existuje)

#define BIT(x) (0x01<<(x))

Príslušná konštrukcia v C potom bude

if ( PIND & BIT(3))          // PIND & 0000 1000

Podobne sú zadefinované aj tieto dve užitočné makrá (pozri <avr/sfr_defs.h>)

#define bit_is_set(sfr, bit)     (_SFR_BYTE(sfr) & _BV(bit))
#define bit_is_clear(sfr, bit) (!(_SFR_BYTE(sfr) & _BV(bit)))

Takže napokon konštrukcia môže vyzerať takto:

#define Switch 3
if ( bit_is_set(PIND, Switch) )          // test, ci je tlacitko stlacene...

Výstupy

Obdobný problém nastáva, ak chceme nastaviť jeden jediný bit v celom osembitovom registri, či porte. Ani v tomto prípade v assembleri problém neexistuje:

sbi PORTB,LED1        ; Set Bit LED1 na porte PB
cbi PORTB,LED1		; Set Bit LED1 na porte PB

Keďže v C pracujeme s celým bajtom, musíme dávať pozor, aby sme nezmenili stav tých ostatných bitov, ktoré meniť nechceme. Preto najprv prečítame obsah príslušného registra a pomocou masky v ňom zmeníme práve ten jeden požadovaný bit. Budeme rozlišovať, či chceme nastaviť bit do jednotky, alebo vynulovať ho.

Pre nastavenie do nuly (resp. zhodenie, vynulovanie) je maska tvorená log. 1 na miestach ktoré nechceme meniť a log. 0 na tom mieste, kde má byť vo výsledku 0:

Príslušná konštruckia v C

Further reading

• Bit manipulation (AKA "Programming 101")
• AVR035: Efficient C Coding for AVR