La manipulación directa del puerto da un resultado aleatorio: ¿Retraso necesario?

Configuración (Arduino Pro Mini ATmega328p 16MHz, 5V, sin pin conectado):

Cuando se llama desde el setup(), esto funciona:

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

Esto no:

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

El pin 11 no está conectado, pero, como puede ver arriba, lo tengo en alto. Así que esperaría que siempre tenga un valor de 1.

¿Qué me estoy perdiendo al hacer la manipulación directa del puerto?

Obtengo el comportamiento con cuatro Arduino Pro Minis diferentes. Todos son Pro Minis originales, diseñados por Sparkfun, fabricados en EE. UU. y comprados a Digi-Key. Uno de ellos lo saqué recién sacado de la bolsa original. Es posible que tenga que quitar e insertar el adaptador FTDI unas treinta veces, pero finalmente puedo reproducir el problema.

Agregar un retraso de 100 ms entre tirar del pin 11 y leerlo parece resolver el problema. Sin embargo, no entiendo por qué ese retraso sería necesario.

PB3para el pin 11 es correcto, como comprobé conectando un LED y haciéndolo parpadear. Consulte también el diagrama de asignación de pines que se puede encontrar en otros lugares de la web:

Código completo:

// 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);
}