A programação de um microcontrolador exige o bom trabalho com bits. Dessa forma, a otimização do programa pode ser feita em qualquer acesso aos registradores de I/O (trabalho).
Quando se programa em C é fundamental conhecer como trabalhar com bits, assim estou disponibilizando o material básico que utilizo com meus alunos, parte do capítulo 4 do livro AVR e Arduino: Técnicas de Projeto, (O Importantíssimo Trabalho com Bits).
Em resumo são 4 macros: set_bit( ), clr_bit( ), cpl_bit( ) e tst_bit( ). O compilador GCC para o AVR faz um bom trabalho com elas e gera o menor número de instruções Assembly possível.
A programação microcontrolada também exige o uso direto de registradores com mascára de bits, conforme lógica de programação. Isto é visível nos programas disponibilizados no livro supracitado. Por exemplo: PORTD |= 0x0F preserva os 4 MSBs do PORTD e ativa somente os 4 LSBs. Ao contrário de PORTD &=0x0F, que limpa os 4 MSBs.
Dependendo da lógica necessária, podem ser necessárias várias funções lógicas para alterar um determinado bit/conjunto em um registrador/variável.