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1、串口通信中整型和浮點型數(shù)據(jù)的處理和發(fā)送 在做下位機通信時往往會用到串口,包括下位機將數(shù)據(jù)傳輸給上位機,或者是下位機與下位機之間進行數(shù)據(jù)傳輸,這時候就會遇到發(fā)送數(shù)據(jù)的問題,單片機通過串口 發(fā)送數(shù)據(jù)時往往是一次一個字節(jié)(8位),如果傳輸char(8位)型數(shù)據(jù)則很好辦,只需要直接發(fā)送就可以了,但是在發(fā)送int型數(shù)據(jù)和float型數(shù)據(jù)時 就會稍微有些復雜。 下面就以常用的8位單片機89c51為例來進行說明。 當發(fā)送int型或long型數(shù)據(jù)時還比較簡單,一個int型數(shù)據(jù)是16位,long是32位,把int型/long型數(shù)據(jù)變成2/4個char型數(shù)據(jù)發(fā)送出去就可以了,程序如下void long_char(
2、unsigned long l,unsigned char *s) *s = l24; *(s+1) = l16; *(s+2) = l8; *(s+3) = l; 在串口助手上就可以接收到相應的long型數(shù)據(jù)了。 當發(fā)送float型數(shù)據(jù)時稍微有些復雜。下面簡單介紹下float型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲方式(double類似,以下部分參考了別人的博客)。 float遵從的是IEEE R32.24 在存儲中都分為三個部分:1.符號位(Sign) : 0代表正,1代表為負 2.指數(shù)位(Exponent):用于存儲科學計數(shù)法中的指數(shù)數(shù)據(jù),并且采用移位存儲 3.尾數(shù)部分(Mantissa):尾數(shù)部分 flo
3、at的存儲方式如下圖所示: R32.24和R64.53的存儲方式都是用科學計數(shù)法來存儲數(shù)據(jù)的,比如8.25用十進制的科學計數(shù)法表示就為:8.25*,而120.5可以表示為:1.205* 而計算機根本不認識十進制的數(shù)據(jù),他只認識0,1,所以在計算機存儲中,首先要將上面的數(shù)更改為二進制的科學計數(shù)法表示,8.25用二進制表示可表示為 1000.01,120.5用二進制表示為:1110110.1。用二進制的科學計數(shù)法表示1000.01可以表示為1.00001*,1110110.1可以表示為1.1101101*,任何一個數(shù)都的科學計數(shù)法表示都為1.xxx*, 尾數(shù)部分就可以表示為xxxx,第一位都是1,
4、所以可以將小數(shù)點前面的1省略,所以23bit的尾數(shù)部分,可以表示的精度卻變成了24bit,道理就是在 這里,那24bit能精確到小數(shù)點后幾位呢,我們知道9的二進制表示為1001,所以4bit能精確十進制中的1位小數(shù)點,24bit就能使float能 精確到小數(shù)點后6位,而對于指數(shù)部分,因為指數(shù)可正可負,8位的指數(shù)位能表示的指數(shù)范圍就應該為:-127-128了,所以指數(shù)部分的存儲采用移位存儲, 存儲的數(shù)據(jù)為元數(shù)據(jù) 127,下面就看看8.25和120.5在內(nèi)存中真正的存儲方式。 首先看下8.25,用二進制的科學計數(shù)法表示為:1.00001*按照上面的存儲方式,符號位為:0,表示為正,指數(shù)位為:3 1
5、27=130 ,位數(shù)部分為,故8.25的存儲方式如下圖所示:而單精度浮點數(shù)120.5的存儲方式如下圖所示:根據(jù)我們的計算方式,可以計算出,這樣一組數(shù)據(jù)表示為:1.1101101*=120.5而雙精度浮點數(shù)的存儲和單精度的存儲大同小異,不同的是指數(shù)部分和尾數(shù)部分的位數(shù)。 介紹完了float型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中的存儲方式后能夠知道如何發(fā)送float型數(shù)據(jù)了,直接按照int型類似的發(fā)送肯定是不行的,這就需要采用指針的方法(在keil中數(shù)據(jù)的排放格式是大端模式):void float_char(float f,unsigned char *s)unsigned char *p;p = (unsigned c
6、har *)&f; *s = *p; *(s+1) = *(p+1); *(s+2) = *(p+2); *(s+3) = *(p+3); 通過這種方法把數(shù)組s發(fā)送出去,在接受端接受到的就是標準的IEEE754結(jié)構(gòu)的原始數(shù)據(jù),也就是float型數(shù)據(jù)在內(nèi)存中存放的值,如果需要得到這個float型數(shù)據(jù)的值還需要進行一個轉(zhuǎn)換。 這種方法比較簡單明了,這時候的串口接收端可以用現(xiàn)成的,不需要自己編寫。 還可以采用共用體的方法,如果采用共用體時串口的接收端軟件需要自己編寫。 我們知道共用體可以使不同的數(shù)據(jù)類型來共享相同的地址空間,所以程序如下:void float_char(float f,unsigned char *s)union change float d; unsigned char dat4; r1;r1.d = f; *s = r1.dat0; *(s+1) = r1.dat1; *(s+2) = r1.dat2; *(s+3) = r1.dat3; 接收端采用同樣的程序編寫就可以得到float型數(shù)據(jù)的值了,不再需要其他的轉(zhuǎn)換。類似的,傳輸long型或int型時也可以采用共用體的方法:void long_char(unsigned long l,unsigned char *s)union change l
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