关系与逻辑运算 —— 寄存器操作的 “入门钥匙”
前言
哈喽大家好，这里是 Hello_Embed 的新一篇学习笔记。在前文中，我们学习了如何用结构体指针操作硬件寄存器，而寄存器的配置往往离不开位运算和条件判断 —— 比如通过逻辑运算精准修改某几位的值，通过关系运算判断硬件状态。这篇笔记将系统梳理关系运算和逻辑运算的规则，以及它们在嵌入式开发中的实用场景，为后续寄存器操作打下基础。
🔍 关系运算：判断条件的真假
关系运算的核心是 “比较两个值的关系”，结果只有两种：真（1）或假（0）。常见的关系运算符如图所示
以<与>为例，我们通过代码理解其逻辑：
先定义int a = 1，比较a > 1时，由于 1 并不大于 1，结果为假（0）；比较a > 0时，1 大于 0，结果为真（1）。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
int mymain(void)
{int a = 1;int b,c;b = a > 1; // 条件不成立，b为0printf("b = %d\n\r", b);c = a > 0; // 条件成立，c为1printf("c = %d\n\r", c);return 0;
}
需要注意 “赋值” 与 “比较” 的区别：
a = 1是赋值操作，将 1 赋给变量 a；a == 1是比较操作，判断 a 的值是否等于 1，结果为 0（假）或 1（真）。
我们通过一道题目测试理解：
int a = 2;
int b, c, d;
b = (a == 2); // a等于2，条件成立，b=1
c = (a != 2); // a不等于2？条件不成立，c=0
d = (a >= 2); // a大于等于2，条件成立，d=1
答案：b=1，c=0，d=1。关系运算的逻辑其实很直接：成立为真（1），不成立为假（0）。
⚙️ 逻辑运算：位操作与条件组合
逻辑运算分为 “按位运算” 和 “逻辑组合运算”，在寄存器配置中高频使用。
按位运算的规则与特性
常见的按位运算符如图所示
结合之前指针笔记中的补充
我们详细梳理其用法：
- 按位与（&）：两个位都为 1 时结果为 1，否则为 0。
特性：0 & 任何数 = 0，1 & 任何数 = 任何数本身。可用于 “清零特定位”。 - 按位或（|）：两个位中有一个为 1 时结果为 1，否则为 0。
特性：1 | 任何数 = 1，0 | 任何数 = 任何数本身。可用于 “置 1 特定位”。 - 按位异或（^）：两个位不同时结果为 1，相同时为 0。
例如：1 ^ 0 = 1，1 ^ 1 = 0，0 ^ 0 = 0。可用于 “翻转特定位”。 - 按位取反（~）：0 变 1，1 变 0。常与按位与结合，用于生成 “位掩码”。
- 左移（<<）：将二进制数向左移动指定位数，等价于 “原数 × 2ⁿ”。
例如：5 << 1（二进制0101 << 1=1010），结果为 10（即 5×2¹）。 - 右移（>>）：将二进制数向右移动指定位数，等价于 “原数 ÷ 2ⁿ”（整数除法）。
例如：5 >> 1（二进制0101 >> 1=0010），结果为 2（即 5÷2¹，取整数部分）。
逻辑与（&&）和逻辑或（||）
在按位与（&）和按位或（|）的基础上，我们再学习用于条件组合的逻辑运算符：
- 逻辑与（&&）：判断两个条件是否同时成立，两个条件都为真（非 0）时结果为 1，否则为 0。
- 逻辑或（||）：判断两个条件是否至少有一个成立，只要有一个条件为真（非 0），结果就为 1，否则为 0。
为了区分容易混淆的&=与&&，我们用表格对比：
| 运算符 | 名称 | 功能 | 操作数类型 | 示例 |
|---|---|---|---|---|
| &= | 按位与赋值 | 逐位进行与运算并赋值 | 整数类型（如 int） | a &= 3 等价于 a = a & 3 |
| && | 逻辑与 | 判断两个条件是否同时成立 | 结果为 0 或非 0 | if (a > 0 && b < 10) |
总结
&=是按位运算符，用于对整数的二进制位进行操作。&&是逻辑运算符，用于组合多个条件表达式，返回布尔值0/1。
同理，|=（按位或赋值）与||（逻辑或）的区别可类比理解：|=用于位操作，||用于条件组合。
实战检验
通过代码测试逻辑运算的结果，思考c1、c2、c3、c4的值：
a = 3;
b = 1;
c1 = (a > 4) && (b < 5); // 两个条件是否同时成立？
c2 = (a > 4) || (b < 5); // 两个条件是否至少一个成立？
c3 = !(a > 4) || !(b < 5); // 条件取反后是否至少一个成立？
c4 = !(a > 4) && !(b < 5); // 条件取反后是否同时成立？
答案揭晓：
c1 = 0：a > 4为假（0），b < 5为真（1），两个条件不同时成立；c2 = 1：b < 5为真，至少一个条件成立；c3 = 1：!(a > 4)为真（1），!(b < 5)为假（0），至少一个为真；c4 = 0：两个取反后的条件不同时成立。
结尾
这篇笔记系统梳理了关系运算（判断真假）和逻辑运算（位操作与条件组合）的规则，尤其是按位运算在寄存器配置中的实用技巧（清零、置 1、翻转特定位），以及逻辑运算符在条件判断中的应用。这些都是嵌入式开发中操作硬件的基础，比如通过|=置位寄存器的某一位来点亮 LED，通过&&组合多个状态条件来判断系统是否正常。
下一篇，Hello_Embed 将跟着韦东山老师学习if语句。我们下篇见。