将uint32浮点表示转换为uint8

发布时间：2020-12-14 01:35:28 所属栏目：Windows 来源：网络整理

导读：在没有太多细节的情况下,我有两个嵌入式系统,它们都不能使用浮点库.在它们之间是一个移动应用程序,在那里执行一些计算.一次计算需要保持精度.该值作为字节数组通过蓝牙发送到客户端.收到它后,我将其存储为uint32.然后,再次与需要精度的移动应用程序共享该值.

在没有太多细节的情况下,我有两个嵌入式系统,它们都不能使用浮点库.在它们之间是一个移动应用程序,在那里执行一些计算.一次计算需要保持精度.该值作为字节数组通过蓝牙发送到客户端.收到它后,我将其存储为uint32.然后,再次与需要精度的移动应用程序共享该值.那里没有问题,因为我可以使用 Java的ByteBuffer类.问题是我还需要将这个值与Z80微处理器作为uint8共享,因为它是通过UART传输的,并且用作ADC计数(0-255),因此它会失去精度(但不需要它)结束).

所以我在使用Java的移动应用程序中这样做：

int bits = Float.floatToIntBits(fAdcCount);
byte[] b = new byte[4];
b[0] = (byte)(bits & 0xff);
b[1] = (byte)((bits >> 8) & 0xff);
b[2] = (byte)((bits >> 16) & 0xff);
b[3] = (byte)((bits >> 24) & 0xff);

然后,b以BLE特性写入BLE微控制器.然后,BLE微控制器将此缓冲区读取为小端32位字,并将其存储在uint32中.在调试器中查看这个uint32会显示正确的值,就像我上面说的那样,我可以将这个uint32放回一个字节数组并将其发送到移动应用程序并使用Java的ByteBuffer类读取它.这工作正常,我得到正确的浮点值.

问题是我需要这个浮点表示的整数部分作为uint8通过UART发送到Z80微处理器,因为它用作0-255的ADC计数.

那么,如何将一个被包装成uint32(小端字节顺序)的浮点值转换为uint8,从而失去精度？我也知道范围是0-255,这意味着转换时永远不会有大于255.0的范围.

例如,如果我有这个：

uint32 fValue = 0x43246ADD; // = 164.417 ……

如何在不使用float的情况下得到它？：

uint8 result = 164;

解决方法

一些经过轻度测试的代码可以启动OP.使用大量常量来允许自定义和各种程度的错误检查. OP没有解决舍入：舍入到最近,朝向0或??.截断为0.

#include <stdint.h>
#define MANTISSA_BIT_WIDTH 23
#define BIASED_EXPO_MAX 255
#define EXPO_BIAS 127
#define SIGN_MASK 0x80000000

unsigned DN_float_to_uint8(uint32_t x) {
  if (x & SIGN_MASK) return 0; // negative
  int expo = (int) (x >> MANTISSA_BIT_WIDTH);
  if (expo == 0) return 0;  // sub-normal
  if (expo == BIASED_EXPO_MAX) return 255;  // Infinity,NaN
  expo -= EXPO_BIAS;
  if (expo > 7) return 255; // too big
  if (expo < 0) return 0; // wee number
  uint32_t mask = ((uint32_t)1 << MANTISSA_BIT_WIDTH) - 1;
  uint32_t mantissa = mask & x;
  mantissa |= mask + 1;
  mantissa >>= (MANTISSA_BIT_WIDTH - expo);
  return mantissa;
}

#include <stdio.h>
int main() {
  printf("%un",DN_float_to_uint8(0x43246a00)); // 164
  printf("%un",DN_float_to_uint8(0x437e0000)); // 254
  printf("%un",DN_float_to_uint8(0x437f0000)); // 255
  printf("%un",DN_float_to_uint8(0x43800000)); // 256
  printf("%un",DN_float_to_uint8(0x3f7fffff)); // 0.99999994
  printf("%un",DN_float_to_uint8(0x3f800000)); // 1
  printf("%un",DN_float_to_uint8(0x40000000)); // 2
  return 0;
}

产量

有用IEEE 754 Converter

要将正值舍入到最接近的(许多处理方式),从零开始,只需看看要移出的最后一位.

// mantissa >>= (MANTISSA_BIT_WIDTH - expo);
  // return mantissa;

  // shift as needed expect for 1 bit
  mantissa >>= (MANTISSA_BIT_WIDTH - expo - 1);
  // now shift last bit
  mantissa = (mantissa + 1) >> 1;
  // Handle special case
  if (mantissa >= 256) mantissa = 255;
  return mantissa;

（编辑：李大同）

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