Arduino-Bits and Bytes関数(ビット・バイト関数)の使い方

当記事では、ArduinoのBits and Bytes関数(ビット・バイト関数)の使い方について詳しく解説します。

Bits and Bytes関数を使うことによって、ビットやバイトの操作をすることができます。

なお、その他のArduino関数・ライブラリについては、以下の記事をご覧ください。

Bits and Bytes関数(ビット・バイト関数)

関数	引数	戻り値	説明
uint8_t lowByte(x)	x:対象の数値	下位Bitを返す	下位Bitを取得
uint8_t highByte(x)	x:対象の数値	上位Bitを返す	上位Bitを取得
boolean bitRead(x, n)	x:対象の数値 n:取得するBitの桁	取得Bitを返す	指定Bitを取得
void bitWrite(x, n, b)	x:対象の数値 n:取得するBitの桁 b:指定値(0または1)	なし	特定の桁を変更した値を取得
void bitSet(x, n)	x:対象の数値 n:1にするBitの桁	なし	特定の桁を1に変更した値を取得
void bitClear(x, n)	x:対象の数値 n:0にするBitの桁	なし	特定の桁を0に変更した値を取得
bit(n)	n:指定Bitの桁	指定した桁のBitを1にした値を返す	指定した桁のBitを1にした値を取得

lowByte()/下位Bitを取得

lowByte()関数は、引数で指定した数値の下位Bitを戻り値として返します。

highByte()/上位Bitを取得

highByte()関数は、引数で指定した数値の上位Bitを戻り値として返します。

bitRead()/指定Bitを取得

bitRead()関数は、引数に対象の数値と取得するBitの桁を指定して、戻り値で取得Bitを返します。

bitWrite()/特定の桁を変更した値を取得

bitWrite()関数は、引数に指定した対象の数値を、引数で指定したBitの桁を0または1にした数値に変更します。

bitSet()/特定の桁を1に変更した値を取得

bitSet()関数は、引数に指定した対象の数値を、引数で指定したBitの桁を1にした数値に変更します。

bitClear()/特定の桁を0に変更した値を取得

bitClear()関数は、引数に指定した対象の数値を、引数で指定したBitの桁を0にした数値に変更します。

bit()/指定した桁のBitを1にした値を取得

bit()関数は、引数で指定Bitの桁を指定して、戻り値として指定した桁のBitを1にした値を返します。

サンプルプログラム(サンプルスケッチ)

lowByte()/下位Bitを取得

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を9600bpsで初期化
}

void loop() {
  unsigned char low_byte;//「low_byte」をunsigned charで変数宣言

  low_byte = lowByte(0xF3A1);//「0xF3A1」の下位ビットを取得してlow_byteに代入
  Serial.print("LowByte:");//文字列「LowByte:」を送信
  Serial.println(low_byte, HEX);//数字「low_byte」をHEXで送信、改行

  delay(1000);//1秒待機(1000msec待機)
}

サンプルプログラムは、lowByte()関数の引数に0xF3A1を指定して、戻り値で下位Bitの0xA1を返します。

highByte()/上位Bitを取得

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を9600bpsで初期化
}

void loop() {
  unsigned char high_byte;//「high_byte」をunsigned charで変数宣言

  high_byte = highByte(0xF3A1);//「0xF3A1」の上位ビットを取得してhigh_byteに代入
  Serial.print("HighByte:");//文字列「HighByte:」を送信
  Serial.println(high_byte, HEX);//数字「high_byte」をHEXで送信、改行

  delay(1000);//1秒待機(1000msec待機)
}

サンプルプログラムは、highByte()関数の引数に0xF3A1を指定して、戻り値で上位Bitの0xF3を返します。

bitRead()/指定Bitを取得

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を9600bpsで初期化
}

void loop() {
  unsigned char bit1, bit2;//「bit1」、「bit2」をunsigned charで変数宣言

  bit1 = bitRead(0b0101, 0);//「0101」のLSBから1桁目を取得してbit1に代入
  Serial.print("0101のLSBから1桁目:");//文字列「0101のLSBから1桁目:」を送信
  Serial.println(bit1);//数字「bit1」を送信、改行

  bit2 = bitRead(0b0101, 3);//「0101」のLSBから4桁目を取得してbit2に代入
  Serial.print("0101のLSBから4桁目:");//文字列「0101のLSBから4桁目:」を送信
  Serial.println(bit2);//数字「bit2」を送信、改行

  delay(1000);//1秒待機(1000msec待機)
}

サンプルプログラムは、bitRead()関数で指定Bitを取得します。bit1は「0101」のLSBから1桁目「1」を取得、「0101」のLSBから4桁目「0」を取得します。

bitWrite()/特定の桁を変更した値を取得

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を9600bpsで初期化
}

void loop() {
  unsigned char bit1=0b1101, bit2=0b1101;//「bit1」、「bit2」をunsigned charで変数宣言

  bitWrite(bit1, 2, 0);//bit1「1101」のLSBから3桁目を「0」に変更
  Serial.print("1101のLSBから3桁目を0に変更:");//文字列「1101のLSBから3桁目を0に変更:」を送信
  Serial.println(bit1, BIN);//数字「bit1」を2進数で送信、改行

  bitWrite(bit2, 1, 1);//bit2「1101」のLSBから2桁目を「1」に変更
  Serial.print("1101のLSBから2桁目を1に変更:");//文字列「1101のLSBから2桁目を1に変更:」を送信
  Serial.println(bit2, BIN);//数字「bit2」を2進数で送信、改行

  delay(1000);//1秒待機(1000msec待機)
}

サンプルプログラムは、bitWrite()関数で特定の桁を変更した値を取得します。bit1は1101のLSBから3桁目を0に変更した値「1001」、bit2は1101のLSBから2桁目を1に変更した値「1111」をそれぞれ取得します。

bitSet()/特定の桁を1に変更した値を取得

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を9600bpsで初期化
}

void loop() {
  unsigned char bit1=0b1101;//「bit1」をunsigned charで変数宣言

  bitSet(bit1, 1);//bit1「1101」のLSBから2桁目を「1」に変更
  Serial.print("1101のLSBから2桁目を1に変更:");//文字列「1101のLSBから2桁目を1に変更:」を送信
  Serial.println(bit1, BIN);//数字「bit1」を2進数で送信、改行

  delay(1000);//1秒待機(1000msec待機)
}

サンプルプログラムは、bitSet()関数で特定の桁を1に変更した値を取得します。bit1を、1101のLSBから2桁目を1に変更した値「1111」を取得します。

bitClear()/特定の桁を0に変更した値を取得

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を9600bpsで初期化
}

void loop() {
  unsigned char bit1=0b1101;//「bit1」をunsigned charで変数宣言

  bitClear(bit1, 2);//bit1「1101」のLSBから3桁目を「0」に変更
  Serial.print("1101のLSBから3桁目を0に変更:");//文字列「1101のLSBから3桁目を0に変更:」を送信
  Serial.println(bit1, BIN);//数字「bit1」を2進数で送信、改行

  delay(1000);//1秒待機(1000msec待機)
}

サンプルプログラムは、bitClear()関数で特定の桁を0に変更した値を取得します。bit1を、1101のLSBから3桁目を0に変更した値「1001」を取得します。

bit()/指定した桁のBitを1にした値を取得

void setup() {
  Serial.begin(9600);//シリアル通信を9600bpsで初期化
}

void loop() {
  unsigned char bit1, bit2;//「bit1」、「bit2」をunsigned charで変数宣言

  bit1 = bit(0);//2進数でLSBから1桁目のBITを「1」にしてbit1に代入
  Serial.print("LSBから1桁目のBitを1:");//文字列「LSBから1桁目のBitを1:」を送信
  Serial.println(bit1, BIN);//数字「bit1」を2進数で送信、改行

  bit2 = bit(4);//2進数でLSBから5桁目のBITを「1」にしてbit2に代入
  Serial.print("LSBから5桁目のBitを1:");//文字列「LSBから5桁目のBitを1:」を送信
  Serial.println(bit2, BIN);//数字「bit2」を2進数で送信、改行

  delay(1000);//1秒待機(1000msec待機)
}

サンプルプログラムは、bit()関数で指定した桁のBitを1にした値を取得します。bit1はLSBから1桁目のBitを1にした値「1」、bit2はLSBから5桁目のBitを1にした値「10000」をそれぞれ取得します。

おすすめのArduinoボードはどれ？

当記事『Arduino-Bits and Bytes関数(ビット・バイト関数)の使い方』では、Arduino Unoを使用したサンプルプログラムを解説してきました。

やはり、たくさんの種類のあるArduinoボードの中でも、最も基本的なエディションのArduino Unoがおすすめなのですが、Arduino Unoと電子部品を組み合わせたキットも存在します。

電子工作初心者にとっては、いちいち電子部品を別途購入する必要がないので非常に有用です。以下の記事で初心者でもわかりやすいように、ランキング形式でおすすめのArduino Unoを紹介しているので、ぜひご覧ください。

また、以下の記事で、安価でWi-Fi/Bluetoothに対応している「ESP32開発ボード」についてもまとめてみました。

このボードは、Arduinoボードではありませんが、Arduino IDEでソフト開発ができるため、電子工作でIoTを実現したい方におすすめです。