联合体应用——如何将下位机采集的浮点型数据发送给上位机

xiao_yp2014 · 发表于 2015-1-29 22:11:47

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本帖最后由 xiao_yp2014 于 2016-1-21 14:41 编辑

在有些项目中，需要单片机把数据处理完后，返回给上位机，数据处理离不成计算，有计算就会涉及到小数，那么，如何将小数转换成十六进制数据呢，下面请看简便算法。

上位机发送命令：01 02 EB 00 55 （串口接收就用鸿哥的，不改动了）
下位机返回-5.625 的十六进制数据 C0 B4 00 00

捕获.PNG

#include "REG52.H"
#define const_voice_short 40 //蜂鸣器短叫的持续时间
#define const_rc_size 10 //接收串口中断数据的缓冲区数组大小
#define const_receive_time 5 //如果超过这个时间没有串口数据过来，就认为一串数据已经全部接收完，这个时间根据实际情况来调整大小
unsigned char xdata array[10];//缓存数组
float value = -5.625; //模拟下位机采集经过计算后的数据
/*
-5.625 = C 0 B 4 0 0 0 0
C 0 B 4 0 0 0 0
1100 0000 1011 0100 0000 0000 0000 0000
按照浮点数格式切割成相应的域 1 1000 0001 01101 000000000000000000
经分析：符号域1 意味着负数；指数域为129 意味着实际的指数为2 （减去偏差值127）；
尾数域为01101 意味着实际的二进制尾数为1.01101 （加上隐含的小数点前面的1）。
所以，实际的实数为：
= -1.01101 × 2^2 =- ( 1*2^0 + 1*2^(-2) + 1*2^(-3) + 1*2^(-5) ) × 2^2
= -(1+0.25+0.125+0.03125)*4
= -1.40625*4
= -5.625
*/
void initial_myself(void);
void initial_peripheral(void);
void delay_long(unsigned int uiDelaylong);
void T0_time(void); //定时中断函数
void usart_receive(void); //串口接收中断函数
void usart_service(void); //串口服务程序,在main函数里
sbit beep_dr=P3^6; //蜂鸣器的驱动IO口
unsigned int uiSendCnt=0; //用来识别串口是否接收完一串数据的计时器
unsigned char ucSendLock=1; //串口服务程序的自锁变量，每次接收完一串数据只处理一次
unsigned int uiRcregTotal=0; //代表当前缓冲区已经接收了多少个数据
unsigned char ucRcregBuf[const_rc_size]; //接收串口中断数据的缓冲区数组
unsigned int uiRcMoveIndex=0; //用来解析数据协议的中间变量
unsigned int uiVoiceCnt=0; //蜂鸣器鸣叫的持续时间计数器
void usart_send(); //串口发送程序
void Change(); //将浮点弄转换成字符弄
void main()
{
initial_myself();
delay_long(100);
initial_peripheral();
while(1)
{
usart_service(); //串口服务程序
}
}
union //联合体定义
{
char a[4];
float b;
}temp;
void usart_service(void) //串口服务程序,在main函数里
{
/* 注释一：
* 识别一串数据是否已经全部接收完了的原理:
* 在规定的时间里，如果没有接收到任何一个字节数据，那么就认为一串数据被接收完了，然后就进入数据协议
* 解析和处理的阶段。这个功能的实现要配合定时中断，串口中断的程序一起阅读，要理解他们之间的关系。
*/
if(uiSendCnt>=const_receive_time&&ucSendLock==1) //说明超过了一定的时间内，再也没有新数据从串口来
{
ucSendLock=0; //处理一次就锁起来，不用每次都进来,除非有新接收的数据
//下面的代码进入数据协议解析和数据处理的阶段
uiRcMoveIndex=uiRcregTotal; //由于是判断数据尾，所以下标移动变量从数组的最尾端开始向0移动
while(uiRcMoveIndex>=5) //如果处理的数据量大于等于5（2个有效数据，3个数据头）说明还没有把缓冲区的数据处理完
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex-3]==0xeb&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex-2]==0x00&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex-1]==0x55) //数据尾eb 00 55的判断
{
if(ucRcregBuf[uiRcMoveIndex-5]==0x01&&ucRcregBuf[uiRcMoveIndex-4]==0x02) //有效数据01 02的判断
{
usart_send(); //收到正确的数据后，开发发送采集到的数据
uiVoiceCnt=const_voice_short; //蜂鸣器发出声音，说明数据发送完毕
}
break; //退出循环
}
uiRcMoveIndex--; //因为是判断数据尾，下标向着0的方向移动
}
uiRcregTotal=0; //清空缓冲的下标，方便下次重新从0下标开始接受新数据
}
}
void usart_send() //串口发送
{
static unsigned int ucSendCnt = 0;
ES = 0; //关串口中断
TI = 0; //清零串口发送完成中断请求标志
Change();
for(ucSendCnt = 0;ucSendCnt<4;ucSendCnt++)//发送四个字节，表示一个浮点数
{
SBUF = array[ucSendCnt]; //将数据装入缓冲区
delay_long(50); //延时一会儿
}
TI = 0; //清零串口发送完成中断请求标志
ES = 1; //允许串口中断
}
/*
联合休：
当多个数据需要共享内存或者多个数据每次只取其一时，可以利用联合体(union)。
在C Programming Language 一书中对于联合体是这么描述的：
1)联合体是一个结构；
2)它的所有成员相对于基地址的偏移量都为0；
3)此结构空间要大到足够容纳最"宽"的成员；
4)其对齐方式要适合其中所有的成员；
下面解释这四条描述：
由于联合体中的所有成员是共享一段内存的，因此每个成员的存放首地址相对于于联合体变量
的基地址的偏移量为0，即所有成员的首地址都是一样的。为了使得所有成员能够共享一段内存，
因此该空间必须足够容纳这些成员中最宽的成员。对于这句“对齐方式要适合其中所有的成员”是
指其必须符合所有成员的自身对齐方式。
*/
void Change()
{
temp.b = value; //将数据存入联合休中
array[0] = temp.a[0]; //一个字节一个字节的取出来
array[1] = temp.a[1];
array[2] = temp.a[2];
array[3] = temp.a[3];
}
void T0_time(void) interrupt 1 //定时中断
{
TF0=0; //清除中断标志
TR0=0; //关中断
uiSendCnt++; //表面上这个数据不断累加，但是在串口中断里，每接收一个字节它都会被清零，除非这个中间没有串口数据过来
if(uiSendCnt>=const_receive_time) //如果超过这个时间没有串口数据过来，就认为一串数据已经全部接收完
{
ucSendLock=1; //开自锁标志
}
if(uiVoiceCnt!=0)
{
uiVoiceCnt--; //每次进入定时中断都自减1，直到等于零为止。才停止鸣叫
beep_dr=0; //蜂鸣器是PNP三极管控制，低电平就开始鸣叫。
}
else
{
; //此处多加一个空指令，想维持跟if括号语句的数量对称，都是两条指令。不加也可以。
beep_dr=1; //蜂鸣器是PNP三极管控制，高电平就停止鸣叫。
}
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
TR0=1; //开中断
}
void usart_receive(void) interrupt 4 //串口接收数据中断
{
if(RI==1)
{
RI = 0;
++uiRcregTotal;
if(uiRcregTotal>=const_rc_size) //超过缓冲区
{
uiRcregTotal=const_rc_size;
}
ucRcregBuf[uiRcregTotal-1]=SBUF; //将串口接收到的数据缓存到接收缓冲区里
uiSendCnt=0; //及时喂狗，虽然main函数那边不断在累加，但是只要串口的数据还没发送完毕，那么它永远也长不大,因为每个中断都被清零。
}
else //我在其它单片机上都不用else这段代码的，可能在51单片机上多增加" TI = 0;"稳定性会更好吧。
{
TI = 0;
}
}
void delay_long(unsigned int uiDelayLong)
{
unsigned int i;
unsigned int j;
for(i=0;i<uiDelayLong;i++)
{
for(j=0;j<50;j++) //内嵌循环的空指令数量
{
; //一个分号相当于执行一条空语句
}
}
}
void initial_myself(void) //第一区初始化单片机
{
beep_dr=1; //用PNP三极管控制蜂鸣器，输出高电平时不叫。
//配置定时器
TMOD=0x01; //设置定时器0为工作方式1
TH0=0xfe; //重装初始值(65535-500)=65035=0xfe0b
TL0=0x0b;
//配置串口
SCON=0x50;
TMOD=0X21;
TH1=TL1=-(11059200L/12/32/9600); //这段配置代码具体是什么意思，我也不太清楚，反正是跟串口波特率有关。
TR1=1;
}
void initial_peripheral(void) //第二区初始化外围
{
EA=1; //开总中断
ES=1; //允许串口中断
ET0=1; //允许定时中断
TR0=1; //启动定时中断
}

复制代码

jianhong_wu · 发表于 2015-1-30 01:33:50

辛苦了。感谢分享。

xiao_yp2014 · 发表于 2015-1-30 09:33:37

jianhong_wu 发表于 2015-1-30 01:33
辛苦了。感谢分享。

应该的。。。

whoyzf · 发表于 2015-1-30 10:14:27

学习了，多谢

又一个暑假 · 发表于 2015-1-30 17:15:13

学习了。。感谢楼主的分享，辛苦了

f晨星 · 发表于 2015-2-7 11:52:11

union //联合体定义
{
char a[4];
float b;
}temp;

//////////////////原来float在51里面是4个字节

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