IEEE754數(shù)據(jù)轉換程序

1、1/ 51問題的提出筆者在系統(tǒng)開發(fā)中采用 RS485 實現(xiàn)單片機與外圍設備的通信，通信采用通用串行 接口 協(xié)議(USS )，按照串行 總線的主從通訊原理來確定訪問的方法。USS 規(guī)定了一套嚴格的通信規(guī)則，關于浮點數(shù)參數(shù)值，USS 規(guī)定采用 IEEE-754 格式進行傳送。例如，浮點數(shù) 50.0, 在通信中傳送的是它的 IEEE-754 格式，即 4 字節(jié)的十六進制 424800H.因此，單片機的 C 程序，在發(fā)送或接收外圍設各的參數(shù)值時，需要解決如何實現(xiàn)浮點數(shù)與IEEE 格式轉換的問題。2.IEEE浮點數(shù)的格式在計算機中，浮點數(shù)的存儲均采用4 字節(jié)的 IEEE-754 格式。例如，浮點數(shù) 50

2、.0 的IEEE 表示形式如下：二進制：符號S階碼n尾數(shù)m0 1000010 0 1001000 00000000 00000000十六進制：42 480000其中，最高位表示符號，1表示負，0表示正；第 2330 位表示階碼。注意：階碼 是以 2 為底的指數(shù)再加上偏移量 127.第 022 位是尾數(shù)部分。尾數(shù)的整數(shù)部分永遠為1，因此不予保存，但它是隱含存在的。一個浮點數(shù)計算式為：|(-1)吹2嘆(1莎|例如，前面繪出的浮點數(shù)的表示形式中，s=0 ,n=132,m=(1/2+0/4+0/8+1/16+0/32+)，則計算結果為 50.0.3.浮點數(shù)與IEEE格式轉換在最初的 C 語言編程中，筆

3、者根據(jù)上面介紹的 IEEE 表示形式，采用移位計算的方法實 現(xiàn)浮點數(shù)和 IEEE格式轉換。當接收到外圍設備傳來的4 字節(jié) IEEE 格式參數(shù)值時，依次將符號、階碼、尾數(shù)通過移位取出，然后按照IEEE 計算規(guī)則計算出對應的浮點數(shù)。當需要發(fā)送給外圍設備的浮點數(shù)時，按相反的方法將其轉化為IEEE 格式后再發(fā)送出去。筆者一直感覺上述方法太麻煩，而且效率太低。后來筆者想到，既然在C 語言中浮點數(shù)本身就是采用 IEEE 格式來存儲的，能否利用 C 語言本身的機制來實現(xiàn)浮點數(shù)和IEEE 格 式的轉2/ 5換？經(jīng)過嘗試，發(fā)現(xiàn)利用 union 數(shù)據(jù)類型可以很好地完成這工作，即只需定義下面這個 union 類型：

4、union類型：unionpacket；floata;char b4;；注意：類型定義的后面別忘了還有個符號 ”;”,u nion 類型雖然有兩個內(nèi)部變量，但兩個 內(nèi)部變量占用同-地址空間，它只占用 4 個字節(jié)。內(nèi)部 float 變量 a （占用 4 個字節(jié)）和 char 數(shù)組 b （同樣占用 4 個字節(jié)）從同一個地址開始存放，并共享同一塊內(nèi)存空間。C 語言中，對于單精度浮點數(shù) a,采用四個字節(jié)（IEEE 格式）來存儲，依次存儲在四個連續(xù)的存儲單元 內(nèi)，低字節(jié)存儲在低地址存儲單元，高字節(jié)存在高地址存儲單元；字符數(shù)組b 也采用和 a同樣的存儲方式。利用 union 數(shù)據(jù)類型，可以直接訪問浮點數(shù)以

5、 IEEE 格式存放在存儲單 元中的十六進制字節(jié)，通過直接讀取或修改這些十六進制字節(jié)，便可以巧妙地實現(xiàn)浮點數(shù)與IEEE 格式的轉換。（1）IEEE 格式轉換浮點數(shù)當單片機接收來自 USS 總線的數(shù)據(jù)時,只需將 4 個字節(jié)的數(shù)據(jù)放到內(nèi)部變量 b 中，再 訪問內(nèi)部變量 a,即可實現(xiàn)轉換。下面給出示意程序，供參考。3/ 5char i;float datum; union packet p;/注意imion數(shù)據(jù)類型禹定義方式for (i= 0; i 4; i+) p.bi = SBUF;/此處的SBUF為 單片機的輸入寄存器datium = p.a;/通過此語句可實 現(xiàn)IEEE格式向float的轉換

6、(2 )浮點數(shù)轉換 IEEE 格式當單片機處理好數(shù)據(jù)后，需要把浮點型的數(shù)據(jù)轉換成 IEEE 格式，輸出給 USS 總線。只需把數(shù)據(jù)賦予內(nèi)部變量 a,再從內(nèi)部變量 b 中取出對應的 4 個字節(jié)即可。p.a = datum;/注意union類型內(nèi)部變量的訪問方式for (i = 0; i 4; i+) SBUF = p.bi;/此處的SBUF為單片機的輸出寄存器2.1 定義 union 數(shù)據(jù)typedef unionfloat ul_Temp;4/ 5uint8 uc_Buf4;un _DtformC onver;2.2 應用un _DtformC on ver DtformC on ver;uint8 i;in t32 il_Temp32;float f_Temp;/十進制 float 型數(shù)據(jù)轉換成 IEEE754 標準DtformCo nver.ul_Temp = 220.1;il_Temp32=0;for(i=0;i4;i+)il_Temp32 |= (in t32)(DtformCo nver.uc_Bufi(i*8);/IEEE754 標準轉換成十進制 floatil_Temp32 = 0 x435C0000;/實際十進制值是memset(uint8 *)&DtformConver.uc_Buf