En la programación de microcontroladores PIC con lenguaje C, es bastante frecuente el chequeo y cambio de las variables, ya sea en todos sus bytes, un bit o grupo de bits en específico. A menudo, usamos una variable para almacenar el estado lógico de un proceso (0 o 1), por lo que si usamos una variable del tipo unsigned char, estaremos desperdiciando 7 bits, ya que esta variable solo toma valores de 0 y 1, alterando únicamente el valor del bit menos significativo.
Existen principalmente dos formas de solucionar esto y manipular bits individuales de una variable de forma eficiente.
Uso de la directiva #bit en PIC C
Una manera práctica y sencilla consiste en reservar espacio en memoria y declarar nombres específicos para cada bit. Por ejemplo:
#byte VAR=0x20
#bit VAR_B0=VAR.0
#bit VAR_B1=VAR.1
#bit VAR_B2=VAR.2
De esta manera manejamos los bits de la variable VAR, previamente declarados y reservando espacio en memoria con la directiva #reserve (por ejemplo, #reserve 0x20:0x23). La ventaja es que es muy directo, aunque por cada variable seguimos usando como mínimo 1 byte.
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Uso de estructuras y campos de bits (BitFields)
El lenguaje C tiene una potente y útil herramienta que nos permite definir un nombre para cada bit de una variable. Puedes crear un campo de bits de la siguiente forma:
unsigned A:1; //A es un bit
unsigned B:2; //B ocupa dos bits
Lo que estas haciendo es particionar una variable del tipo unsigned en bits y asignarle a cada variable una de esas particiones. Si los pones dentro de una estructura, vas a ocupar menos memoria RAM, porque el compilador asigna las direcciones de memoria continuas.
Un ejemplo avanzado utilizando union y struct para controlar un byte completo o sus bits individuales:
union{ unsigned char _OUTPUTS_LEDS; struct { unsigned LED_RC0 : 1; unsigned LED_RC1 : 1; unsigned LED_RC2 : 1; unsigned LED_RC3 : 1; unsigned LED_RC4 : 1; unsigned LED_RC5 : 1; } OUTPUTS_LEDS; } PORTC_LEDS;
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Para controlar el byte completo:
PORTC_LEDS . _OUTPUTS_LEDS = 0xF0;
Para controlar cada bit:
PORTC_LEDS . OUTPUTS_LEDS . LED_RC0 = 0x01;
Comparativa de métodos
| Método | Ventajas | Desventajas |
|---|---|---|
| Directiva #bit | Práctico, simple y fácil de leer. | Consume al menos 1 byte por variable. |
| Estructuras (BitFields) | Ocupa en memoria solo lo necesario (muy eficiente). | Puede resultar tedioso si hay muchas variables. |
La estructura ocupa en memoria 1 byte, lo que hace es reservar un espacio de memoria correspondiente al número de bits usados dentro de la estructura. El compilador es capaz de manejar otros tipos de datos, ya que se pueden definir variables con tamaños que van desde los 8 bits hasta los 32 bits, ya sea en representación con o sin signo.
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