Bitmanipulationen Grundlegend -

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Bitmanipulationen Grundlegend

Maskieren¶

Das folgende Programm maskiert das untere Nibble wie in der Beschreibung. Kopiere das Programm in den mbed-Simulator und kontrolliere die vier blauen Leds.

#include "mbed.h"

BusOut myleds(LED1, LED2, LED3, LED4);

int main() {
    uint8_t value = 0x55;  // 01010101b
    uint8_t mask = 0x0f;   // 00001111b mask lower nibble
    uint8_t position = 0;  // for later use is position of bit in mask

    while(1) {
        // scanf("%d", &value);
        value = mask & value;
        myleds = value;
        printf("%x\n", value);
        wait(0.25);
    }
}

Bit setzen: Bit an der position in der mask setzen und mit value OR verknüpfen:

mask = 1 << position;
value = value | mask;

Bit löschen: Bit an der position in der mask setzen und value mit der bitweisen negierten mask AND verknüpfen:

mask = 1 << position;
value = value & ~mask;

Bit toggeln: Bit an der position in der mask setzen und mit value EXOR verknüpfen:

mask = 1 << position;
value = value ^ mask;

Bit abfragen: ob das Bit an der position in value gesetzt ist; ergibt 1 (true), wenn Bit = 1 und 0 (false) wenn 0

value >>= position;
if((value & 1) != 0)
	// code

Aufgaben¶

Beispiel für das Extrahieren (Verschieben und Maskieren) der 4 Bytes aus einer 32 Bit Integer Zahl (& und >>):

uint32_t value = 0x01020304            	//Example value
uint32_t byte1 = (value >> 24);			//0x01020304 >> 24 is 0x01 so
                                        //no masking is necessary
uint32_t byte2 = (value >> 16) & 0xff;  //0x01020304 >> 16 is 0x0102 so
                                        //we must mask to get 0x02
uint32_t byte3 = (value >> 8)  & 0xff;  //0x01020304 >> 8 is 0x010203 so
                                        //we must mask to get 0x03
uint32_t byte4 = value & 0xff;          //here we only mask, no shifting

1. Aufgabe: Schreibe mit obigen Code ein vollständiges Programm im mbed-Simulator und kontrolliere die Werte.

Nachfolgend ein Programm für das Verschieben:

bit-shift.cpp

#include "mbed.h"
 
DigitalOut led1(LED1);
DigitalOut led2(LED2);
DigitalOut led3(LED3);
DigitalOut led4(LED4);
 
uint8_t pos = 0;
uint8_t shift = 3;          // change the value between 0 and 3
 
int main() {
    while (1) {
        pos = (1 << shift); // shift left
        printf("%d\n", pos);
        if(pos == 0b00001000)
            led4 = !led4;
        if(pos == 0b00000100)
            led3 = !led3;
        if(pos == 0b00000010)
            led2 = !led2;
        if(pos == 0b00000001)
            led1 = !led1;
        wait_ms(500);
    }
}

2. Aufgabe: Schreibe das Programm so um, dass wie im 1. Beispiel ein BusOut für die Leds verwendet wird.

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