用四個(gè)字節(jié)十六進(jìn)制數(shù)表示單精度浮點(diǎn)數(shù)

ID:783526 · 發(fā)表于 2020-6-19 19:13

即是所謂的IEEE754標(biāo)準(zhǔn),這也是大多數(shù)硬件存儲(chǔ)浮點(diǎn)數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)。單精度浮點(diǎn)數(shù)占4個(gè)字節(jié)，表示范圍為：在負(fù)數(shù)的時(shí)候是從 -3.402823E38 到 -1.401298E-45，而在正數(shù)的時(shí)候是從 1.401298E-45 到 3.402823E38 。

在C#中的轉(zhuǎn)換函數(shù)為：
1,由四個(gè)字節(jié)的十六機(jī)制數(shù)組轉(zhuǎn)浮點(diǎn)數(shù)：
      byte[] bytes = new byte[4];
      BitConverter.ToSingle(bytes, 0);
例如
      byte[] byData = new byte[5]{0x01, 0xa4, 0x70, 0x9d, 0x3f};
      float fData;
      fData = BitConverter.ToSingle(byData, 1);//即將0xa4, 0x70, 0x9d, 0x3f變?yōu)閒loat型數(shù)
      txt_SetValue_r1.Text = fData.ToString();//顯示為1.23

2,由浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)數(shù)組：
byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(floatValue);

這種轉(zhuǎn)換方法經(jīng)常用于串口通訊中，表示范圍足夠各種傳感器數(shù)值傳輸及工控場(chǎng)合，將要發(fā)送的浮點(diǎn)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為4個(gè)字節(jié)的十六機(jī)制數(shù)，然后由串口發(fā)出，在接收端再將其轉(zhuǎn)換為浮點(diǎn)數(shù)。
單片機(jī)或非.net環(huán)境下使用轉(zhuǎn)換程序則不能調(diào)用BitConverter類！
提供以下代碼以供轉(zhuǎn)換：
未修改過的如下：可以在C#中直接調(diào)用而不用庫函數(shù)
   public static float ToFloat(byte[] data)
   {
         float a = 0;
         byte i;
         byte[] x = data;
         unsafe
         {
            void* pf;
            fixed (byte* px = x)
            {
               pf = &a;
               for (i = 0; i < data.Length; i++)
               {
                     *((byte*)pf + i) = *(px + i);
               }
            }
         }


         return a;
   }
   public static byte[] ToByte(float data)
   {
         unsafe
         {
            byte* pdata = (byte*)&data;
            byte[] byteArray = new byte[sizeof(float)];
            for (int i = 0; i < sizeof(float); ++i)
               byteArray[ i] = *pdata++;

            return byteArray;
         }
   }

如果對(duì)工程進(jìn)行直接編譯會(huì)報(bào)出一下錯(cuò)誤：這是因?yàn)镃#默認(rèn)不提供指針支持，只有在不安全代碼的形式下才可以用指針。

錯(cuò)誤 1 不安全代碼只會(huì)在使用 /unsafe 編譯的情況下出現(xiàn) E:\Visual Studio 2008\Projects\TEST\testOfFloatConsolt\testOfFloatConsolt\Program.cs 26 13 testOfFloatConsolt這時(shí)選擇VS的菜單欄中的項(xiàng)目->"Project"屬性->生成->常規(guī)->允許不安全代碼勾選即可
單片機(jī)串口通訊浮點(diǎn)轉(zhuǎn)換函數(shù)
我在AVR串口通信協(xié)議中用到了這部分，直接將單片機(jī)的運(yùn)算結(jié)果（浮點(diǎn)類型）轉(zhuǎn)換為（字節(jié)類型）嵌入串口通信協(xié)議中，上傳至上位機(jī)。
下面為符合IEEE754標(biāo)準(zhǔn)將浮點(diǎn)數(shù)轉(zhuǎn)換為四個(gè)字節(jié)的數(shù)組的函數(shù)源代碼：已經(jīng)用于mega16單片機(jī)的串口通信中。
WinAVR-20090313測(cè)試通過：
voidFloatToByte(floatfloatNum,unsigned char* byteArry)
{
char* pchar=(char*)&floatNum;
for(inti=0;i<sizeof(float);i++)
{
*byteArry=*pchar;
pchar++;
byteArry++;
}
}
下面為符合IEEE754標(biāo)準(zhǔn)的由四個(gè)字節(jié)型數(shù)組轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的浮點(diǎn)數(shù)
WinAVR-20090313測(cè)試通過：
floatByteToFloat(unsigned char* byteArry)
{
  return*((float*)byteArry);
}

調(diào)用測(cè)試方法：其中USART_Transmit();為向串口發(fā)送的函數(shù)。
unsigned charfloatToByte[4];
FloatToByte(12.15,floatToByte);
floata=ByteToFloat(floatToByte);
FloatToByte(a,floatToByte);
USART_Transmit(floatToByte[0]);
USART_Transmit(floatToByte[1]);
USART_Transmit(floatToByte[2]);
USART_Transmit(floatToByte[3]);

在上位機(jī)用串口進(jìn)行讀取時(shí)調(diào)用
BitConverter.ToSingle(bytes, 0);
就會(huì)轉(zhuǎn)換成12.15，測(cè)試方法可以隨著需求改變。

最簡(jiǎn)單的而方法，編程最簡(jiǎn)單，也不需要了解浮點(diǎn)數(shù)協(xié)議
單片機(jī)和PC軟件均把浮點(diǎn)數(shù)定義成聯(lián)合體就行了，這樣根本不需要了解浮點(diǎn)數(shù)規(guī)則
union FU
{
float fData;
unsigned char cData[4];
} UFDATA;

發(fā)送和接收直接操作字節(jié)就行，用memcpy拷貝就可以。
例如：
UFDATA.cData[0] = 0xa4;
UFDATA.cData[1] = 0x70;
UFDATA.cData[2] = 0x9d;
UFDATA.cData[3] = 0x3f;
printf("float: %f\n",UFDATA.fData);//得到浮點(diǎn)數(shù)1.23

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