在对单处机进行编程的过程中，对位的操作是常常遇到的。C51对位的控制才能是十分强壮的。从这一点上，就能够看出C不但具有高档言语的灵活性，又有低级言语靠近硬件的特色。这也是在各个领域中都能够看到C的重要原因。在这一节中将详细解说C51中的位操作及其运用。
1、位运算符
C51供给了几种位操作符，如下表所示：
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运算符 |
意义 |
运算符 |
意义 |
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& |
按位与 |
~ |
取反 |
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| |
按位或 |
<< |
左移 |
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^ |
按位异或 |
>> |
右移 |
1）“按位与”运算符（&）
参加运算的两个数据，按二进位进行“与”运算。原则是全1为1,有0为0,即：
0&0=0; 0&1=0; 1&0=0; 1&1=1;
如下例：
a=5&3; //a=(0b 0101) & (0b 0011) =0b 0001 =1
那么假如参加运算的两个数为负数，又该怎么算呢？会以其补码办法表明的二进制数来进行与运算。
a=-5&-3; //a=(0b 1011) & (0b1101) =0b 1001 =-7
在实践的运用中与操作常常被用于完成特定的功用：
1.清零
“按位与”通常被用来使变量中的某一位清零。如下例：
a=0xfe; //a=0b 11111110
a=a&0x55;
//使变量a的第1位、第3位、第5位、第7位清零a= 0b 01010100
2.检测位
要知道一个变量中某一位是‘1’仍是‘0’，能够运用与操作来完成。
a=0xf5; //a=0b 11110101
result=a&0x08; //检测a的第三位,result=0
3.保存变量的某一位
要屏蔽某一个变量的其它位，而保存某些位，也能够运用与操作来完成。
a=0x55; //a=0b 01010101
a=a&0x0f; //将高四位清零，而保存低四位a=0x05
2）“按位或”运算符（｜）
参加或操作的两个位，只需有一个为‘1’，则成果为‘1’。即有‘1’为‘1’，全‘0’为‘0’。
0|0=0; 0|1=1; 1|0=1; 1|1=1;
例如：
a=0x30|0x0f; //a=(0b00110000)|(0b00001111)=(0b00111111)=0x3f
“按位或”运算最遍及的运用便是对一个变量的某些方位‘1’。如下例：
a=0x00; //a=0b 00000000
a=a|0x7f; //将a的低7方位为1,a=0x7f
3)“异或”运算符（＾）
异或运算符＾又被称为XOR运算符。当参加运算的两个位相同（‘1’与‘1’或‘0’与‘0’）时成果为‘0’。不一起为‘1’。即相同为0，不同为1。
0^0=0; 0^1=1; 1^0=1;1^1=0;
例如：
a=0x55^0x3f; //a=(0b01010101)^(0b00111111)=(0b01101010)=0x6a
异或运算主要有以下几种运用：
1.翻转某一位
当一个位与‘1’作异或运算时成果就为此位翻转后的值。如下例：
a=0x35; //a=0b00110101
a=a^0x0f; //a=0b00111010 a的低四位翻转
关于异或的这一效果，有一个典型的运用，即取浮点的相反数，详细的完成如下：
f=1.23; //f为浮点型变量 值为1.23
f=f*-1; //f乘以-1，完成取其相反数，要进行一次乘运算
f=1.23;
((unsigned char *)&f)[0]^=0x80; //将浮点数f的符号位进行翻转完成取相反数
2.保存原值
当一个位与‘0’作异或运算时，成果就为此位的值。如下例：
a=0xff; //a=0b11111111
a=a^0x0f; //a=0b11110000与0x0f作异或，高四位不变，低四位翻转
3.交流两个变量的值，而不必暂时变量
要交流两个变量的值，传统的办法都需求一个暂时变量。完成如下：
void swap(unsigned char *pa,unsigned char *pb)
{
unsigned char temp=*pa;//界说暂时变量，将pa指向的变量值赋给它
*pa=*pb;
*pb=temp; //变量值对调
}
而运用异或的办法来完成，就能够不必暂时变量，如下：
void swap_xor(unsigned char *pa,unsigned char *pb)
{
*pa=*pa^*pb;
*pb=*pa^*pb;
*pa=*pa^*pb; //选用异或完成变量对调
}
从上例中能够看到异或运算在开发中是十分有用和奇特的。
4）“取反”运算符（~）
与其它运算符不同，“取反”运算符为单目运算符，即它的操作数只要一个。它的功用便是对操作数按位取反。也便是是‘1’得‘0’，是‘0’得‘1’。
~1=0; ~0=1;
如下例：
a=0xff; //a=0b11111111
a=~a; //a=0b00000000
1.对小于0的有符号整型变量取相反数
d=-1;
//d为有符号整型变量，赋值为-1，内存表明为0b 11111111 11111111
d=~d+1; //取d的相反数,d=1,内存表明0b 00000000 00000001
此例运用了负整型数在内存以补码办法来存储的这一原理来完成的。负数的补码办法是这样的：负数的绝对值的内存表明取反加1，就为此负数的内存表明。如-23假如为八位有符号整型数，则其绝对值23的内存表明为0b00010111，对其取反则为0b11101000，再加1为0b11101001，即为0XE9，与Keil仿真成果是相符合的：
2.增强可移植性
关于“增强可移植性”用以下实例来解说：
假如在一种单片机中unsigned char类型是八个位（1个字节），那么一个此类型的变量a=0x67，对其最低位清零。则能够用以下办法：
a=0x67; //a=0b 0110 0111
a=a&0xfe; //a=0b 0110 0110
上面的程序好像没有什么问题，运用0xfe这一因子就能够完成一个unsigned char型的变量最低位清零。但假如在另一种单片机中的unsigned char类型被界说为16个位（两个字节），那么这种办法就会犯错，如下：
b=0x6767; //假定b为另一种单片机中的unsigned char类型变量，值为0b 0110 0111 0110 0111
b=b&0xfe; //假如此刻因子仍为0xfe的话，则成果就为0b 0000 0000 0110 0110即0x0066，而与0x6766不相符合
上例中的问题便是由于不同环境中的数据类型差异所形成的，即程序的可移植性欠好。关于这种状况能够选用如下办法来处理：
a=0x67; //a=0b 0110 0111
a=a&~1; //在不同的环境中~1将主动匹配运算因子，完成最终一位清零 a=0x66其间~1为0b 11111110
b=0x6767; //a=0b 0110 0111 0110 0111
b=a&~1; //~1=0b 1111 1111 1111 1110，b=0b 0110 0111 0110 0110，即0x6766
5）左移运算符（<<）
左移运算符用来将一个数的各位悉数向左移若干位。如：
a=a<<2
表明将a的各位左移2位，右边补0。假如a=34(0x22或0b00100010)，左移2位得0b10001000，即十进制的136。高位在左移后溢出，不起效果。
从上例能够看到，a被左移2位后，由34变为了136，是本来的4倍。而假如左移1位，就为0b01000100，即十进制的68，是本来的2倍，很显然，左移N位，就等于乘以了2N。但一定论只适用于左移时被溢出的高位中不包括‘1’的状况。比方：
a=64; //a=0b 0100 0000
a=a<<2; //a=0b 0000 0000
其实能够这样来想，a为unsigned char型变量，值为64，左移2位后等于乘以了4，即64X4＝256，而此种类型的变量在表达256时，就成为了0x00，产生了一个进位，即溢出了一个‘1’。
在作乘以2N这种操作时，假如运用左移，将比用乘法快得多。因此在程序中习惯的运用左移，能够进步程序的运转功率。
6）右移运算符
右移与左移相相似，仅仅位移的方向不同。如：
a=a>>1
表明将a的各位向右移动1位。与左移相对应的，左移一位就相当于除以2，右移N位，就相当于除以2N。
在右移的过程中，要注意的一个当地便是符号位问题。关于无符号数右移时左面高位移和‘0’。关于有符号数来说，假如本来符号位为‘0’，则左面高位为移入‘0’，而假如符号位为‘1’，则左面移入‘0’仍是‘1’就要看实践的编译器了，移入‘0’的称为“逻辑右移”，移入‘1’的称为“算术右移”。Keil中选用“算术右移”的办法来进行编译。如下：
d=-32; //d为有符号整型变量，值为-32，内存表明为0b 11100000
d=d>>1;//右移一位d为0b 11110000即-16，Keil选用”算术逻辑”进行编译
7）位运算赋值运算符
在对一个变量进行了位操作中，要将其成果再赋给该变量，就能够运用位运算赋值运算符。位运算赋值运算符如下：
&=, |=,^=,~=,<<=, >>=
例如：a&=b相当于a=a&b,a>>=2相当于a>>=2。
8）不同长度的数据进行位运算
假如参加运算的两个数据的长度不一起，如a为char型，b为int型，则编译器会将二者按右端补齐。假如a为正数，则会在左面补满‘0’。若a为负数，左面补满‘1’。假如a为无符号整型，则左面会添满‘0’。
a=0x00; //a=0b 00000000
d=0xffff; //d=0b 11111111 11111111
d&=a; //a为无符号型，左面添0，补齐为0b 00000000 00000000，d=0b 00000000 00000000
