数据串口通信中整型和浮点型数据的处理和发送

串口通信中整型和浮点型数据的处理和发送

在做下位机通信时往往会用到串口包括下位机将数据传输给上位机或者是下位机与下位机之间进行数据传输这时候就会遇到发送数据的问题单片机通过串口发送数据时往往是一次一个字节8位如果传输c har 8位型数据则很好办只需要直接发送就可以了但是在发送int型数据和flo at型数据时就会稍微有些复杂。

下面就以常用的8位单片机89c51为例来进行说明。

当发送int型或lo ng型数据时还比较简单一个int型数据是16位 lo ng是32位把int型/lo ng型数据变成2/4个c har型数据发送出去就可以了程序如下vo id lo ng_char(uns igned lo ng l,uns igned c har*s)

{

*s=l>>24;

*(s+1)=l>>16;

*(s+2)=l>>8;

*(s+3)=l;

}

在串口助手上就可以接收到相应的long型数据了。

当发送flo at型数据时稍微有些复杂。下面简单介绍下flo a t型数据在内存中的存储方式doub le类似 以下部分参考了别人的博客。float遵从的是IEEE R32.24在存储中都分为三个部分

1.符号位(S ign) :0代表正 1代表为负

2.指数位Exponent :用于存储科学计数法中的指数数据并且采用移位存储

3.尾数部分Mantissa尾数部分flo at的存储方式如下图所示

R32.24和R64.53的存储方式都是用科学计数法来存储数据的比如8.25用十进制的科学计数法表示就为:8.25*,而120.5可以表示为:1.205*

而计算机根本不认识十进制的数据他只认识0 1所以在计算机存储中首先要将上面的数更改为二进制的科学计数法表示 8.25用二进制表示可表示为

1000.01,120.5用二进制表示为 .1。用二进制的科学计数法表示1000.01可以表

示为1.00001*,.1可以表示为1.*,任何一个数都的科学计数法表示都为

1.xxx*,尾数部分就可以表示为xxxx,第一位都是1所以可以将小数点前面的1省略所以23 b it的尾数部分可以表示的精度却变成了24b it道理就是在这里那24 b it能精确到小数点后几位呢我们知道9的二进制表示为1001 所以4b it能精确十进制中的1位小数点 24b it就能使flo at能精确到小数点后6位而对于指数部分 因为指数可正可负 8位的指数位能表示的指数范围就应该为:-127-128了所以指数部分的存储采用移位存储 存储的数据为元数据127下面就看看8.25和120.5在内存中真正的存储方式。

首先看下8.25用二进制的科学计数法表示为:1.00001*

按照上面的存储方式符号位为:0表示为正指数位为:3 127=130,位数部分为,故8.25的存储方式如下图所示:

而单精度浮点数120.5的存储方式如下图所示:

那么如果给出内存中一段数据并且告诉你是单精度存储的话你如何知道该数据的十进制数值呢其实就是对上面的反推过程比如给出如下内存数据 首先我们现将该数据分段 0100000101 11011010000000000000000在内存中

的存储就为下图所示

根据我们的计算方式可以计算出这样一组数据表示为:1.*=120.5而双精度浮点数的存储和单精度的存储大同小异不同的是指数部分和尾数部分的位数。

介绍完了flo at型数据在内存中的存储方式后能够知道如何发送flo at型数据了直接按照int型类似的发送肯定是不行的这就需要采用指针的方法在ke il中数据的排放格式是大端模式void float_char(float f,unsigned char*s)

{uns igned c har*p;p=(unsigned char*)&f;

*s=*p;

*(s+1)=*(p+1);

*(s+2)=*(p+2);

*(s+3)=*(p+3);

}

通过这种方法把数组s发送出去在接受端接受到的就是标准的I E E E754结构的原始数据也就是flo at型数据在内存中存放的值如果需要得到这个flo at型数据的值还需要进行一个转换。

这种方法比较简单明了这时候的串口接收端可以用现成的不需要自己编写。

还可以采用共用体的方法如果采用共用体时串口的接收端软件需要自己编写。

我们知道共用体可以使不同的数据类型来共享相同的地址空间所以程序如下void float_char(float f,unsigned char*s)

{union change

{float d;uns igned char dat[4];

}r1;r1.d=f;

*s=r 1.dat[0];

*(s+1)=r1.dat[1];

*(s+2)=r1.dat[2];

*(s+3)=r1.dat[3];

}

接收端采用同样的程序编写就可以得到flo at型数据的值了不再需要其他的转换。类似的传输long型或int型时也可以采用共用体的方法

vo id lo ng_char(uns igned lo ng l,uns igned c har*s){union change

{long d;uns igned char dat[4];

}r1;r1.d=l;

*s=r 1.dat[0];

*(s+1)=r1.dat[1];

*(s+2)=r1.dat[2];

*(s+3)=r1.dat[3];

}