Direkte Port-Manipulation liefert zufälliges Ergebnis: Verzögerung notwendig?

Setup (Arduino Pro Mini ATmega328p 16MHz, 5V, kein Pin verbunden):

Bei einem Aufruf aus der setup()funktioniert das:

pinMode(11, INPUT_PULLUP);
bool identifiesAsFast = digitalRead(11); // always true

Dies nicht:

const uint8_t identificationPinBitNumber = PB3; // pin 11
const byte identificationPinBit = bit(identificationPinBitNumber);
DDRB &= ~identificationPinBit;
PORTB |= identificationPinBit;
bool identifiesAsFast = PINB & identificationPinBit; // occasionally false

Pin 11 ist nicht angeschlossen, aber - wie man oben sieht - habe ich ihn hochgezogen. Ich würde also erwarten, dass es immer einen Wert von 1 hat.

Was übersehe ich bei der direkten Port-Manipulation?

Ich bekomme das Verhalten mit vier verschiedenen Arduino Pro Minis. Alle sind originale Pro Minis, entworfen von Sparkfun, hergestellt in den USA und gekauft von Digi-Key. Eine davon habe ich frisch aus der Originaltüte gezogen. Möglicherweise muss ich den FTDI-Adapter ungefähr dreißig Mal entfernen und wieder einsetzen, aber schließlich kann ich das Problem reproduzieren.

Das Hinzufügen einer Verzögerung von 100 ms zwischen dem Hochziehen von Pin 11 und dem Lesen scheint das Problem zu lösen. Ich verstehe jedoch nicht, warum diese Verzögerung notwendig sein sollte.

PB3für Pin 11 ist korrekt, wie ich verifiziert habe, indem ich eine LED angeschlossen und zum Blinken gebracht habe. Siehe auch das Pin-Mapping-Diagramm, das an anderer Stelle im Internet zu finden ist:

Vollständiger Code:

// Felix E. Klee <felix.klee@inka.de>

const uint8_t ledPinBitNumber = PB5; // pin 13
const byte ledPinBit = bit(ledPinBitNumber);

const uint8_t identificationPinBitNumber = PB3; // pin 11
const byte identificationPinBit = bit(identificationPinBitNumber);

unsigned long delayDuration; // ms

void turnLedOn() {
  PORTB |= ledPinBit;
}

void turnLedOff() {
  PORTB &= ~ledPinBit;
}

void setDelayDuration() {
#if 0
  pinMode(11, INPUT_PULLUP);

  bool identifiesAsFast = digitalRead(11); // always true
#else
  // Input pullup:
  DDRB &= ~identificationPinBit;
  PORTB |= identificationPinBit;

  bool identifiesAsFast = PINB & identificationPinBit; // occasionally false
#endif

  delayDuration = identifiesAsFast ? 300 : 3000;
}

void setup() {
  DDRB |= ledPinBit; // Set up LED pin for output
  setDelayDuration();
}

void loop() {
  turnLedOn();
  delay(delayDuration);
  turnLedOff();
  delay(delayDuration);
}