IEEE754數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換程序.docx

1. 問題的提出筆者在系統(tǒng)開發(fā)中采用RS485實(shí)現(xiàn)單片機(jī)與外圍設(shè)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(yán)格的通信規(guī)則，關(guān)于浮點(diǎn)數(shù)參數(shù)值，USS規(guī)定采用IEEE-754格式進(jìn)行傳送。例如，浮點(diǎn)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(jìn)制424800H.因此，單片機(jī)的C程序，在發(fā)送或接收外圍設(shè)各的參數(shù)值時，需要解決如何實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)與IEEE格式轉(zhuǎn)換的問題。2.IEEE浮點(diǎn)數(shù)的格式在計(jì)算機(jī)中，浮點(diǎn)數(shù)的存儲均采用4字節(jié)的IEEE-754格式。例如，浮點(diǎn)數(shù)50.0的IEEE表示形式如下：二進(jìn)制：其中，最高位表示符號，1表示負(fù)，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(yuǎn)為1，因此不予保存，但它是隱含存在的。一個浮點(diǎn)數(shù)計(jì)算式為：例如，前面繪出的浮點(diǎn)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(jì)算結(jié)果為50.0.3.浮點(diǎn)數(shù)與IEEE格式轉(zhuǎn)換在最初的C語言編程中，筆者根據(jù)上面介紹的IEEE表示形式，采用移位計(jì)算的方法實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)和IEEE格式轉(zhuǎn)換。當(dāng)接收到外圍設(shè)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(jì)算規(guī)則計(jì)算出對應(yīng)的浮點(diǎn)數(shù)。當(dāng)需要發(fā)送給外圍設(shè)備的浮點(diǎn)數(shù)時，按相反的方法將其轉(zhuǎn)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(diǎn)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(jī)制來實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)和IEEE格式的轉(zhuǎn)換？經(jīng)過嘗試，發(fā)現(xiàn)利用unlon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：注意：類型定義的后面別忘了還有個符號;,union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(diǎn)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unlon數(shù)據(jù)類型，可以直接訪問浮點(diǎn)數(shù)以IEEE格式存放在存儲單元中的十六進(jìn)制字節(jié)，通過直接讀取或修改這些十六進(jìn)制字節(jié)，便可以巧妙地實(shí)現(xiàn)浮點(diǎn)數(shù)與IEEE格式的轉(zhuǎn)換。（1）IEEE格式轉(zhuǎn)換浮點(diǎn)數(shù)當(dāng)單片機(jī)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(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換。下面給出示意程序，供參考。（2）浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換IEEE格式當(dāng)單片機(jī)處理好數(shù)據(jù)后，需要把浮點(diǎn)型的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(yīng)的4個字節(jié)即可。2.1 定義union數(shù)據(jù)typedef unionfloat ul_Temp;uint8 uc_Buf4;un_DtformConver;2.2 應(yīng)用un_DtformConverDtformConver;uint8 i;int32 il_Temp32;float f_Temp;/十進(jìn)制float型數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成IEEE754標(biāo)準(zhǔn)DtformConver.ul_Temp = 220.1;il_Temp32=0;for(i=0;i4;i+)il_Temp32|= (int32)(DtformConver.uc_Bufi(i*8);/IEEE754標(biāo)準(zhǔn)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制floatil_Temp32 = 0x435C0000;/實(shí)際十進(jìn)制值是220memset