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位运算(bit)

一、简介

位运算是一种在计算机系统中对二进制数位进行操作的运算。由于计算机内部数据的存储和处理都是以二进制形式进行的，位运算能够直接对整数的二进制位进行高效操作。位运算包括与（&）、或（|）、异或（^）、非（~）、左移（<<）和右移（>>）等基本操作。

二、演示功能概述

本教程教你如何用 Air724 开发板，进行 API 函数基础服务-位运算(bit)。

三、准备硬件环境

3.1 开发板准备

使用 EVB_Air724 开发板，如下图所示：

淘宝购买链接：Air724UG-NFM 开发板淘宝购买链接 ；

此开发板的详细使用说明参考：Air724UG 产品手册 中的《EVB_Air724UG_AXX 开发板使用说明》，写这篇文章时最新版本的使用说明为：《EVB_Air724UG_A14 开发板使用说明》；开发板使用过程中遇到任何问题，可以直接参考这份使用说明文档。

api：https://doc.openluat.com/wiki/21?wiki_page_id=2068

3.2 数据通信线

USB 数据线一根（micro usb）。

3.3 PC 电脑

WIN7以及以上版本的WINDOWS系统。

3.4 SIM 卡

中国大陆环境下，可以上网的 sim 卡。一般来说，使用移动，电信，联通的物联网卡或者手机卡都行。

3.5 组装硬件环境

USB 数据线插入 USB 口，另一端与电脑相连，拨码开关全部拨到 ON，串口切换开关选择 UART1,USB 供电的 4V 对应开关拨至 ON 档，SIM 卡放到 SIM 卡槽中锁紧，如下图所示。

四、准备软件环境

4.1 下载调试工具

使用说明参考：Luatools 下载和详细使用

4.2 源码及固件

4.2.1 底层 core 下载

下载底层固件，并解压

链接：https://docs.openluat.com/air724ug/luatos/firmware/

如下图所示，红框的是我们要使用到的。

4.2.2 本教程使用的 demo 见附件：

右键点我,另存为,下载完整压缩文件包

4.3 下载固件和脚本到开发板中

打开 Luatools，开发板上电开机，如开机成功 Luatools 会打印如下信息。

点击项目管理测试选项。

进入管理界面，如下图所示。

  • 点击选择文件，选择底层固件，我的文件放在 D:\luatOS\Air724 路径中

  • 点击增加脚本或资源文件，选择 之前下载的程序源码，如下图所示。

  • 点击下载底层和脚本，下载完成如下图所示。

五、代码示例介绍

5.1 API 说明

位操作支持库

1.bit.bnot( value )

取反，等价于 C 语言中的~

参数 类型 释义 取值

value number 需要取反的值 0x0000 0000~0xFFFF FFFF

返回值 类型 释义 取值

result number 取反之后的值 0x0000 0000~0xFFFF FFFF

例子

--支持32位比特数按位取反
print(bit.bnot(5))--按位取反，输出-6

2.bit.band( val1, val2, … valn )

与运算，等价于 Ｃ 语言中的 val1 & val2 & … & valn

参数 类型 释义 取值

val1 number 第一个参数

val2 number 第二个参数

valn number 第 n 个参数

返回值 类型 释义 取值

result number 与运算之后的结果

例子

print(bit.band(1,1))--与,--输出1

3.bit.bor( val1, val2, … valn )

或运算，等价于 C 里面的 val1 | val2 | … | valn

参数 类型 释义 取值

val1 number 第一个参数

val2 number 第二个参数

valn number 第 n 个参数

返回值 类型 释义 取值

result number 或运算之后的结果

例子

print(bit.bor(1,2))--或，--输出3

4.bit.bxor( val1, val2, … valn )

异或运算，等价于 C 语言中的 val1 ^ val2 ^ … ^ valn

参数 类型 释义 取值

val1 number 第一个参数

val2 number 第二个参数

valn number 第 n 个参数

返回值 类型 释义 取值

result number 异或运算之后的结果, 此处为位异或

例子

print(bit.bxor(2,3,5))--异或结果为4

5.bit.lshift( value, shift )

逻辑左移，等价于 C 语言中的 value << shift

参数 类型 释义 取值

value number 移位的值

shift number 移位的位置

返回值 类型 释义 取值

result number 逻辑左移之后的结果

例子

print(bit.lshift(1,2))--逻辑左移，“100”，输出为4

6.bit.rshift( value, shift )

逻辑右移，等价于 C 语言中的 value >> shift

参数 类型 释义 取值

value number 移位的值

shift number 移位的位置

返回值 类型 释义 取值

result number 逻辑右移之后的结果

例子

print(bit.rshift(4,2))--逻辑右移，“001”，输出为1

7.bit.arshift( value, shift )

算数右移

参数 类型 释义 取值

value number 移位的值

shift number 移位的位置

返回值 类型 释义 取值

result number 逻辑右移之后的结果

例子

print(bit.arshift(2,2))--算数右移，左边添加的数与符号有关，输出为0

8.bit.bit( position )

左移运算，等价于 C 语言中的 1 << position

参数 类型 释义 取值

position number 移位的位置

返回值 类型 释义 取值

result number 需要移位的位置

例子

print(bit.bit(2))--参数是位数，作用是1向左移动两位，打印出4

9.bit.isset(value, position)

测试位数是否被置 1

参数 类型 释义 取值

value number 被测试的值

position number 被测试的位置

返回值 类型 释义 取值

result bool true:该位被置 1，false:其他 0

-- 例子1
print(bit.isset(5,0))--第一个参数是测试数字，第二个是测试位置。从右向左数0到7。是1返回true，否则返回false，该返回true
-- 例子2
print(bit.isset(5,1))--打印false
-- 例子3
print(bit.isset(5,2))--打印true
-- 例子4
print(bit.isset(5,3))--返回返回false

10.bit.isclear(value, position)

测试位数是否被置 0

参数 类型 释义 取值

value number 被测试的值

position number 被测试的位置

返回值 类型 释义 取值

result bool true:该位被置 0，false:其他 0/其它

例子

print(bit.isclear(5,0))--与上面的相反
print(bit.isclear(5,1))
print(bit.isclear(5,2))
print(bit.isclear(5,3))

11.bit.set(value, pos1, pos2, …posn)

置 1

参数 类型 释义 取值

value number 基数(需要改变的值)

pos1 number 第一位置

pos2 number 第二位置

posn number 第 n 位置

返回值 类型 释义 取值

result bool 置 1 之后的值

例子

-- 把0的第0，1，2，3位值为1
print(bit.set(0,0,1,2,3))--在相应的位数置1，打印15

12.bit.clear(value, pos1, pos2, …posn)

置 0

参数 类型 释义 取值

value number 基数（需要改变的值）

pos1 number 第一位置

pos2 number 第二位置

posn number 第 n 位置

返回值 类型 释义 取值

result bool 置 0 之后的值

例子

-- 把5的第0，2位置为0
print(bit.clear(5,0,2)) --在相应的位置置0，打印0

5.2 testBit.lua 代码

打印输出各种位操作指令。

--- 模块功能：闹钟功能测试(支持开机闹钟和关机闹钟，同时只能存在一个闹钟，如果想实现多个闹钟，等当前闹钟触发后，再次调用闹钟设置接口去配置下一个闹钟).
-- @author openLuat
-- @module alarm.testAlarm
-- @license MIT
-- @copyright openLuat
-- @release 2018.03.14

require "sys"
require"misc"
module(...,package.seeall)

sys.taskInit(function()
    sys.wait(10000)

    log.info("按位取反，输出-6",bit.bnot(5))
    log.info("与,--输出1",bit.band(1,1))
    log.info("或，--输出3",bit.bor(1,2))
    log.info("异或结果为4",bit.bxor(2,3,5))
    log.info("逻辑左移，“100”，输出为4",bit.lshift(1,2))

    log.info("逻辑右移，“001”，输出为1",bit.rshift(4,2))
    log.info("算数右移，左边添加的数与符号有关，输出为0",bit.arshift(2,2))
    log.info("参数是位数，作用是1向左移动两位，打印出4",bit.bit(2))
    log.info("测试位数是否被置1",bit.isset(5,0))--第一个参数是是测试数字，第二个是测试位置。从右向左数0到7。是1返回true，否则返回false，该返回true
    log.info("测试位数是否被置1",bit.isset(5,1))--打印false
    log.info("测试位数是否被置1",bit.isset(5,2))--打印true
    log.info("测试位数是否被置1",bit.isset(5,3))--返回返回false
    log.info("测试位数是否被置0",bit.isclear(5,0))----与上面的相反
    log.info("测试位数是否被置0",bit.isclear(5,1))
    log.info("测试位数是否被置0",bit.isclear(5,2))
    log.info("测试位数是否被置0",bit.isclear(5,3))
    log.info("把0的第0，1，2，3位值为1",bit.set(0,0,1,2,3))--在相应的位数置1，打印15
    log.info("把5的第0，2位置为0",bit.clear(5,0,2))--在相应的位置置0，打印0
    sys.wait(2000)

end)

5.3 main.lua 代码

本代码为主程序脚本，系统启动后首先会对 4G 网络进行配置，等待网络连接成功，然后加载测试模块。

六、开机调试

6.1 开发板开机

连接好硬件并下载固件后，启动 Luatools 软件，系统运行信息将显示在界面中。红框中为开发板连接到 PC 机后正常打印的信息，如下图所示。

6.2 功能调试

打印输出各种位操作指令。

七、位操作命令列表

bit.bnot( value )

bit.band( val1, val2, ... valn )

bit.bor( val1, val2, ... valn )

bit.bxor( val1, val2, ... valn )

bit.lshift( value, shift )

bit.rshift( value, shift )

bit.arshift( value, shift )

bit.bit( position )

bit.isset(value, position)

bit.isclear(value, position)

bit.set(value, pos1, pos2, ...posn)

number=bit.clear(value, pos1, pos2, ...posn)

给读者的话

本篇文章由杨超开发；

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