[筆記] C語言中使用單一位元的做法：Bit Field 位元欄位

在嵌入式的設計中，經常有判斷旗標要被使用。
但使用 char 或是 _Bool 這些宣告則太過浪費記憶體，
而C語言中有個方法可以只需要一個位元就可以做。

這個方法稱為 Bit Field ，現在較新的 C 語言書都不太提到，
確定有談到這個方法的書目前只看過 K & R 與 Pointers on C。

做 Bit Field 時必須使用 struct
例如：

先寫好

                                                          struct Flag{

unsigned F1 : 1;

unsigned F2 : 1;

unsigned F3 : 1;

unsigned F4 : 1;

unsigned F5 : 1;

unsigned F6 : 1;

unsigned F7 : 1;

unsigned F8 : 1;

                                                                      };

最尾數的1代表使用一個bit。

然後要使用時則宣告

struct Flag flagexample;

那麼這個叫做flagexample的變數在記憶體內的實況則會是

如此設定和宣告過後，就可以這樣用：

flagexample.F2 = 1;

flagexample.F6 = 0;

並且可以應用在判斷是，例如：

if ( flagexample.F6 == 1 ) {.........}

如果與 union 聯合  混合使用。例如：

                                                         union{

                                                                unsigned char AllMsg;

                                                                struct {

              unsigned bit0:1 ;

              unsigned bit1:1 ;

              unsigned bit2:1 ;

              unsigned bit3:1 ;

              unsigned bit4:1 ;

              unsigned bit5:1 ;

              unsigned bit6:1 ;

              unsigned bit7:1 ;

                                                                           };

                                                                   } Message;

這段程式代表直接宣告一個變數叫做 Message，程式操作時

Message.AllMsg = 0x80;

可等同於

Message.bit7 = 1; Message.bit6 = 0; Message.bit5 = 0; Message.bit4 = 0;

Message.bit3 = 0; Message.bit2 = 0; Message.bit1 = 0; Message.bit0 = 0;

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在 MSP430 操作的情況下，使用 Bit Field 直接操作硬體位元，為了不要再多定義記憶體來搬運所以操作略有點不同。例如：

                                                          struct SFRbitDef{

unsigned B0 : 1;

unsigned B1 : 1;

unsigned B2 : 1;

unsigned B3 : 1;

unsigned B4 : 1;

unsigned B5 : 1;

unsigned B6 : 1;

unsigned B7 : 1;

                                                                      };

先建好結構後，將結構指向實際配合硬體的位址：

#define P2input  ((struct SFRbitDef *) 0x28 );
#define P1output  ((struct SFRbitDef *) 0x21 );

後面的 0x28 和 0x21 分別是搭配硬體用的記憶體位址。

於是存取的時候，以這樣寫成：

if ( (P2input->B1) == 0 )  {  P1output->B4 = 1; }
// 此段程式是讀取 P2 的 B1接腳，若該接腳電位為零則將 P1 的 B4 接腳輸出為 1 。

同樣的也可以這樣應用：
P1output->B4 =  ~(P1output->B4);
// 直接簡單的將該位元反向