单片机开发进阶技巧：（一）单变量承担多个标志位及计数功能-平芜编程栈

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如何判断一个浮点型运算结果是否为整数

单变量承担多个标志位及计数功能

使用一个变量，来承担多个标志位的功能，即每一位都可以充当标志位，也可以包含计数功能。

好处：节省空间，让代码看起来高级，集成度会变高。
缺点：代码可读性差，不易理解。

定义一个 8 位整型变量uint8_t flag，则有：

1）判断某个位是 1 还是 0

/*判断位0*/if((flag&0x01)==0)// 位0为0if((flag&0x01)==0x01)// 位0为1/*判断位1*/if((flag&0x02)==0)// 位1为0if((flag&0x02)==0x02)// 位1为1/*判断位2*/if((flag&0x04)==0)// 位2为0if((flag&0x04)==0x04)// 位2为1/*判断位3*/if((flag&0x08)==0)// 位3为0if((flag&0x08)==0x08)// 位3为1/*判断位4*/if((flag&0x10)==0)// 位4为0if((flag&0x10)==0x10)// 位4为1/*判断位5*/if((flag&0x20)==0)// 位5为0if((flag&0x20)==0x20)// 位5为1/*判断位6*/if((flag&0x40)==0)// 位6为0if((flag&0x40)==0x40)// 位6为1/*判断位7*/if((flag&0x80)==0)// 位7为0if((flag&0x80)==0x80)// 位7为1

2）将某一位置 1 或置 0

/*位0置1或置0*/flag|=0X01;// 位0置1flag&=0X7F;// 位0置0，等效于 flag &= ~0X01;/*位1置1或置0*/flag|=0X02;// 位1置1flag&=0XFD;// 位1置0，等效于 flag &= ~0X02;/*位2置1或置0*/flag|=0X04;// 位2置1flag&=0XFB;// 位2置0，等效于 flag &= ~0X04;/*位3置1或置0*/flag|=0X08;// 位3置1flag&=0XF7;// 位3置0，等效于 flag &= ~0X08;/*位4置1或置0*/flag|=0X10;// 位4置1flag&=0XEF;// 位4置0，等效于 flag &= ~0X10;/*位5置1或置0*/flag|=0X20;// 位5置1flag&=0XDF;// 位5置0，等效于 flag &= ~0X20;/*位6置1或置0*/flag|=0X40;// 位6置1flag&=0XBF;// 位6置0，等效于 flag &= ~0X40;/*位7置1或置0*/flag|=0X80;// 位1置1flag&=0X7F;// 位1置0，等效于 flag &= ~0X80;

3）低位计数，高位判断

在实际项目中，常将一个变量的高几位用作状态标志位，低几位用作计数值或索引。例如：

使用uint8_t flag：
- bit7、bit6：作为布尔标志（如TX_READY、RX_COMPLETE）
- bit5 ~ bit0（共6位）：用于计数（范围 0~63）

此外，如果计数位数不够，可以定义一个 16 位的变量。

4）应用案例

实际工程当中，我们会用位操作符来代替0x01这些十六进制：

0x01=1<<0;0x02=1<<1;0x04=1<<2;0x08=1<<3;0x10=1<<4;0x20=1<<5;0x40=1<<6;0x80=1<<7;

还可以进一步将其定义为宏：

#defineVALUE1(1<<7)#defineVALUE2(1<<6)#defineVALUE3(1<<5)

① 基础案例

串口通信：

uint8_tuart_status=0;#defineUART_TX_BUSY(1<<7)#defineUART_RX_VALID(1<<6)#defineUART_ERR_FLAG(1<<5)#defineUART_RX_COUNT0x1F// 低5位存接收字节数（最多31字节）// 接收到1个字节uart_status=(uart_status&~UART_RX_COUNT)|((rx_cnt+1)&UART_RX_COUNT);uart_status|=UART_RX_VALID;// 发送中uart_status|=UART_TX_BUSY;// 发送完成uart_status&=~UART_TX_BUSY;

② 进阶案例

我们可以进一步将 “判断某个位是1还是0” 和 “将某一位置1或置0” 封装成宏形式的函数（如果编译器报错了，就把 1U 后面的 U 删了）：

#defineSET_BIT(var,bit)((var)|=(1U<<(bit)))// 将变量的某一位置1#defineCLR_BIT(var,bit)((var)&=~(1U<<(bit)))// 将变量的某一位置0#defineIS_SET(var,bit)(((var)&(1U<<(bit)))!=0)// 判断变量的某一位是否为1，返回1则是1，返回0则是0

则进阶版的串口通讯实例如下：

#include<stdint.h>// ---------- 位操作宏 ------------------------------#defineSET_BIT(var,bit)((var)|=(1U<<(bit)))// 置1#defineCLR_BIT(var,bit)((var)&=~(1U<<(bit)))// 清0#defineIS_SET(var,bit)(((var)&(1U<<(bit)))!=0)// 判断是否为1// ---------- UART 状态位定义 -----------------------#defineUART_TX_BUSY_BIT7// bit7: 发送忙标志#defineUART_RX_VALID_BIT6// bit6: 接收数据有效#defineUART_ERR_FLAG_BIT5// bit5: 错误标志#defineUART_RX_COUNT_MASK0x1F// 低5位（bit4~bit0）：接收字节数（0~31）// 状态变量uint8_tuart_status=0;// ---------- 使用示例 ------------------------------// 1. 开始发送数据（置位 TX_BUSY）SET_BIT(uart_status,UART_TX_BUSY_BIT);// 2. 发送完成（清除 TX_BUSY）CLR_BIT(uart_status,UART_TX_BUSY_BIT);// 3. 接收到一个字节（在 RX 中断中调用）{uint8_tcurrent_count=uart_status&UART_RX_COUNT_MASK;// 读取当前计数值if(current_count<31){// 计数+1，并更新到低5位（先清空再写入）uart_status=(uart_status&~UART_RX_COUNT_MASK)|(current_count+1);}SET_BIT(uart_status,UART_RX_VALID_BIT);// 标记有新数据}// 4. 主循环中检查是否有有效数据if(IS_SET(uart_status,UART_RX_VALID_BIT)){uint8_trx_bytes=uart_status&UART_RX_COUNT_MASK;// 获取接收字节数// TODO: 处理接收到的 rx_bytes 个字节数据// ...// 处理完毕，清除有效标志（计数不清零，由下次接收覆盖）CLR_BIT(uart_status,UART_RX_VALID_BIT);}// 5. 出现通信错误（如帧错误、溢出等）SET_BIT(uart_status,UART_ERR_FLAG_BIT);// 6. 检查是否有错误（可选）if(IS_SET(uart_status,UART_ERR_FLAG_BIT)){// TODO: 错误处理CLR_BIT(uart_status,UART_ERR_FLAG_BIT);// 清除错误标志}

③ 补充案例

下面是正点原子通用定时器输入捕获例程中的一个函数，就使用的这个方式。

/** * @brief 溢出中断服务函数底层回调函数 * @others 用来记录定时器溢出次数，此函数会被HAL_TIM_IRQHandler()调用 */voidHAL_TIM_PeriodElapsedCallback(TIM_HandleTypeDef*htim){if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X80)==0)// 还未成功捕获{if(TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X40)// 已经捕获到高电平（上升沿）了{if((TIM5CH1_CAPTURE_STA&0X3F)==0X3F)// 高电平太长了（计数计满了）{TIM5CH1_CAPTURE_STA|=0X80;// 标记成功捕获了一次TIM5CH1_CAPTURE_VAL=0XFFFF;}else// 计数TIM5CH1_CAPTURE_STA++;}}}