LABVIEW的深入探索之功能強大的位操作能力

LABVIEW作為面向具體應用的工程師的編程語言，由于經(jīng)常需要操作硬件設備寄存器，而寄存器往往都是需要位操作的，因此LABVIEW具有位操作能力是必須的。LABVIEW不僅具有強大的位操作能力，而且操作極其方便，這得益于LABVIEW具有一般編程語言不具備的特殊數(shù)據(jù)類型--布爾量。

相信經(jīng)常使用C51和PLC的朋友們都非常熟悉位操作，51單片機具有自己的位尋址區(qū)，位尋址區(qū)不但可以進行位尋址，也可以按字節(jié)、字（雙字節(jié)）尋址，PLC也是如此。但是很多設備和編程語言是不支持位尋址的，只允許字節(jié)或者字的方式，高級編程語言基本如此。

我在下面的文章中大致提及了LABVIEW中的位操作，但是是針對具體問題的，本文希望系統(tǒng)性地討論一下LABVIEW中的位操作極其特點。

http://www.jsuedc.cn/csxcs366/blog/08-08/153754_5fd57.html

C語言中的位操作符包括位非（按位取反）、位與、位或和異或四個基本操作符，LABVIEW提供了更多的位操作函數(shù)，這體現(xiàn)了LABVIEW語言的面向應用的特點，其實，具備了與、或、非三個基本操作符，其它位操作符都可以由與、或、非操作符組合而成。

LABVIEW提供了獨特的布爾數(shù)據(jù)類型，但是布爾數(shù)據(jù)實際占用一個字節(jié)，也就是說，布爾數(shù)據(jù)雖然形式上類似于位，但是與位是完全不同的，LABVIEW利用一個字節(jié)表示布爾量，如果字節(jié)值為0，則表示布爾量為FALSE,如果值為1，則表示布爾量為TRUE。

LABVIEW專門提供布爾函數(shù)選板，包括了與、或、非等多種布爾操作函數(shù)，如下圖所示：

LABVIEW中的布爾函數(shù)基本都是多態(tài)函數(shù)，具有兩個非常重要的特點：

1、布爾函數(shù)支持布爾量的邏輯運算

2、支持U8、U16、U32等位運算

3、函數(shù)的輸入端子必須為布爾值或數(shù)字。 可以是標量、數(shù)字或布爾值數(shù)組或簇、數(shù)字或布爾值簇數(shù)組等。

布爾量的基本邏輯運算非常簡單，這里就不具體討論了。對于多字節(jié)的位運算，比如U16、U32等，與U8的位操作非常類似，因此下面的討論主要是針對U8數(shù)據(jù)的。

首先我們考慮一下為什么要針對U8而不是I8數(shù)據(jù)類型那，I8數(shù)據(jù)的最高位為符號位，因此I8主要是用來表示數(shù)值的大小的。我們采用U8進行位操作，U8數(shù)據(jù)每個位都表示一個布爾值（開關量），每個位的值只有0、1兩種選擇。U8數(shù)據(jù)可以表示8個位，不存在符號的問題，實際上我們對U8所代表的值并不關心，我們更關心的是每個位的值是0還是1。

下面我們開始討論LABVIEW中常用的位操作。

一、掩碼

由于高級語言不支持位尋址，所以針對字節(jié)或字中的某一位或者幾位進行操作時，必須借助與掩碼。掩碼是某些位為0，某些位為1的位組合。對于字節(jié)的位操作，通常采用下列掩碼(MASK)

BIT0----->(MASK) 0X01

BIT1----->(MASK) 0X02

BIT2----->(MASK)0X04

BIT3----->(MASK)0X08

BIT4----->(MASK)0X10

BIT5----->(MASK)0X20

BIT6----->(MASK)0X40

BIT7----->(MASK)0X80

一個字節(jié)有8位構(gòu)成，分別定義為BIT0--->BIT7，每位的掩碼是該位為1，其它為0的U8數(shù)。

二、如何求取掩碼

我們列舉了U8的8個掩碼，如果是U64,則會有64個掩碼，這種情況下采用列舉的方法就很麻煩了。很明顯，掩碼是有規(guī)律的，從BIT0開始為1，依次遞增2倍，因此可以用下列兩種方法求取掩碼。

1、計算法

2、移位法

我們知道，乘以2運算實際上就是移位運算，而且更為快捷，這是C語言中常用的方法。

三、置位（打開位）

對某一位置1，而其它位保持不變，這種操作稱作置位(SET)操作，也稱作打開位操作(OPEN)．

如果需要某位置位，而其它位不變，與該位掩碼進行按位或運算即可。下面的例子對BIT3進行置位操作。