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char（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float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long型数据时还比较简单，一个int型数据是16位，long是32位，把int型/long型数据变成2/4个char型数据发送出去就可以了，程序如下voidlong_char(unsignedlongl,unsignedchar*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应的long型数据了。当发送float型数据时稍微有些复杂。下面简单介绍下float型数据在内存中的存储方式（double类似，以下部分参考了别人的博客）。float遵从的是IEEER32.24在存储中都分为三个部分：1.符号位(Sign):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float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：1110110.1。用二进制的科学计数法表示1000.01可以表示为1.00001*,1110110.1可以表示为1.1101101*,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23bit的尾数部分，可以表示的精度却变成了24bit，道理就是在这里，那24bit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4bit能精确十进制中的1位小数点，24bit就能使float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:3127=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：0100001011101101000000000000，首先我们现将该数据分段，010000010111011010000000000000000，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:1.1101101*=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float型数据在内存中的存储方式后能够知道如何发送float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keil中数据的排放格式是大端模式）：voidfloat_char(floatf,unsignedchar*s){unsignedchar*p;p=(unsignedchar*)&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IEEE754结构的原始数据，也就是float型数据在内存中存放的值，如果需要得到这个float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：voidfloat_char(floatf,unsignedchar*s){unionchange{floatd;unsignedchardat[4];}r1;r1.d=f;*s=r1.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float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：voidlong_char(unsignedlongl,unsignedchar*s){unionchange{longd;unsignedchardat[4];}r1;r1.d=l;*s=r1.dat[0];*(s+1)=r1.dat[1];*(s+2)=r1.dat[2];*(s+3)=r1.dat[3];}