请教DIP开关状态编码代码中位移运算语句的实现逻辑

AI 小北

2026-6-22

Arduino DIP开关状态编码核心代码详解

你提到的这段代码是把4位DIP开关的状态转换成十进制数字，核心逻辑集中在encoded_state |= 1 << (POSITION_NUM - i - 1)这一行，下面拆解每部分的作用：

完整示例代码

/*
 * This example code is in the public domain
 *
 * Tutorial page: https://arduinogetstarted.com/tutorials/arduino-dip-switch
 */

#define POSITION_NUM 4
#define ON LOW
#define OFF HIGH

// define the pins connected to the dip switch
const int SWITCH_PINS[] = { 2, 3, 4, 5 };

void setup() {
  // Initialize serial communication
  Serial.begin(9600);

  // Set the DIP switch pins as inputs with pull-up resistors enabled
  for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++)
    pinMode(SWITCH_PINS[i], INPUT_PULLUP);
}

void loop() {
  int encoded_state = 0;
  for (int i = 0; i < POSITION_NUM; i++) {
    int state = digitalRead(SWITCH_PINS[i]);

    if (state == ON)                                
      encoded_state |= 1 << (POSITION_NUM - i - 1); 
  }
}

核心代码逐段解释

1. 基础运算符含义

1 << n（左移运算符）：把二进制的1向左移动n位，结果等价于2^n。比如1 << 3对应二进制1000（十进制8），1 << 0对应二进制0001（十进制1）。
|=（按位或赋值）：把右边的值和左边变量做按位或运算，再将结果赋值给左边变量。按位或规则是：对应位只要有一个是1，结果位就是1。比如0000 | 1000 = 1000，1000 | 0001 = 1001。

2. 循环索引的计算逻辑

POSITION_NUM - i - 1是为了让第一个读取的开关对应二进制最高位，最后一个对应最低位，符合我们从左到右读DIP开关的习惯：

当i=0（读取第一个开关，引脚2）：4-0-1=3 → 1<<3=8（二进制1000），开关ON时，将encoded_state的第3位（从0开始计数）设为1。
当i=1（读取第二个开关，引脚3）：4-1-1=2 → 1<<2=4（二进制0100），开关ON时设置第2位。
当i=2（读取第三个开关，引脚4）：4-2-1=1 → 1<<1=2（二进制0010），开关ON时设置第1位。
当i=3（读取第四个开关，引脚5）：4-3-1=0 → 1<<0=1（二进制0001），开关ON时设置第0位。

3. 实际效果举例

比如：

仅第一个开关ON：encoded_state = 8（二进制1000）
第一个和第四个开关ON：encoded_state = 8+1=9（二进制1001）
所有开关ON：encoded_state = 8+4+2+1=15（二进制1111）

补充：为什么`ON`定义为`LOW`

代码中用了INPUT_PULLUP模式，Arduino引脚内部上拉电阻会让默认状态为HIGH；当DIP开关闭合时，引脚被拉到GND，状态变为LOW，因此用ON LOW表示开关处于闭合激活状态。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Luong Anh Minh