单片机浮点操作(单片机浮点操作流程)

海潮机械 2022-12-15 05:03 编辑:admin 203阅读

1. 单片机浮点操作流程

浮点数没有16进制的表达方式,只有整数类型有。

整型常量有3种表示方式:

①十进制整数。例如,123、一456、0。

②八进制整数。以0开头的整数是八进制数。例如,0123表示8进制数123

③十六进制整数。以ox或0x开头的整数是十六进制数。例如,0x1.23或0Xl 23表示十六进制数123…),等于十进制数291。

如果在整型常量后面加上字母u或u,则表示无符号整数(unsigned int)。例如,123U或123u是unsigned int型的。如果在整型常量后面加上一个字母L或l,则表示长整数(10ngint)。例如,123[.或123l是long int型的。

2. 微机原理浮点数

区别如下:

微机侧重的是应用,也就是说你用汇编语言去做一些事情,如控制交通灯,彩灯等等,跟单片机类似,虽然说是微机原理,但由于是应用,所以学的时候你更多的是关注各类芯片的结构,如CPU,内存,以及各类接口(中断,DMA等),了解这些结构的目的是你能用它(也就是用汇编语言控制,做具体的事情),而很少真正的涉及到原理性的东西。

而组成原理的话,它的侧重点是计算机的各种组成部分的原理,也就是如何工作,如指令在CPU里怎样运行,控制器怎样控制,运算器怎样运算,内存怎么工作等等,所以学组成的时候,不会涉及到汇编,只是指令系统。

3. 单片机浮点型定义

dSP与单片机的区别1 存储器结构不同单片机使用冯.诺依曼存储器结构。这种结构中,只有一个存储器空间通过一组总线(一个地址总线和一个数据总线)连接到处理器核。大多数DSP采用了哈佛结构,将存储器空间划分成两个,分别存储程序和数据。2 定点计算大多数DSP使用定点计算,而不是使用浮点。为了不使用浮点机器而又保证数字的准确,DSP处理器在指令集和硬件方面都支持饱和计算、舍入和移位。3 专门的寻址方式DSP处理器往往都支持专门的寻址模式,例如,模块(循环)寻址、位倒序寻址。这些非常专门的寻址模式在GPP中是不常使用的,只有用软件来实现。4 对密集的乘法运算的支持单片机不是设计来做密集乘法任务的,即使是一些现代的GPP,也要求多个指令周期来做一次乘法。而DSP处理器使用专门的硬件来实现单周期乘法。DSP处理器还增加了累加器寄存器来处理多个乘积的和。累加器寄存器通常比其他寄存器宽,增加称为结果bits的额外bits来避免溢出。5 零开销循环单片机是Single-chip Microcomputer的较准确译法,但最能准确反映单片机设计思想、并且有长远技术眼光的词汇是Microcontroller(微控制器)。之所以出现Single-chip Microcomputer一词,实在是因为早期,甚至到MSC-51时期,单片机准确地体现了Single-chip Microcomputer的形态和内容。然而发展到MSC-96,发展到新一代80C51、M68HC05、M68HC11系列单片机时,在单片机中着力扩展了各种控制功能,如:A/D、PWM、PCA计数器捕获/比较逻辑、高速I/O口、WDT等,已突破了Microcontroller的传统内容,朝Microcontroller的内涵发展。因此,目前已到了该给单片机正名的时候了,国外已逐渐统一成Microcontroller。如果我们仍然保留单片机这一习惯叫法,则应把它认为是一个单片形态的微控制器,或直接称作微控制器或单片微控制器,而不要再使用单片微型计算机或单片计算机这些词汇了。另:集成技术的最新进展之一是将 CPU 和外围芯片,如程序存储器,数据存储器,并行,串行I/O口,定时/计数器,中断控制器及其他控制部件集成在一下芯片中,制成单片机Single-chip Microcomputer。

4. 单片机浮点操作流程图解

不能直接硬件计算浮点(就是所谓的FPU),只能通过程序库(调用函数)模拟完成,非常耗时!

5. 单片机 浮点数

C语言中,float和double都属于浮点数。区别在于:double所表示的范围,整数部分范围大于float,小数部分,精度也高于float。

举个例子:圆周率3.1415926535 这个数字,如果用float来表示,最多只能精确到小数点后面的6位。而double大约能精确到小数点后面的15位左右。具体精确到几位,跟所用的编译器有关,但是各个编辑器编译器之间,也是相差不大的。

至于整数部分,float表示的整数部分的范围,就已经够大了,能表示到万亿级别,已经大到没边了。而double所表示的整数范围,大到更没边了。实际开发中,除了个别高精领域,基本上,使用float就足够了。

扩展资料:

C语言是一门通用计算机编程语言,广泛应用于底层开发。C语言的设计目标是提供一种能以简易的方式编译、处理低级存储器、产生少量的机器码以及不需要任何运行环境支持便能运行的编程语言。

尽管C语言提供了许多低级处理的功能,但仍然保持着良好跨平台的特性,以一个标准规格写出的C语言程序可在许多电脑平台上进行编译,甚至包含一些嵌入式处理器(单片机或称MCU)以及超级电脑等作业平台。

二十世纪八十年代,为了避免各开发厂商用的C语言语法产生差异,由美国国家标准局为C语言制定了一套完整的美国国家标准语法,称为ANSI C,作为C语言最初的标准。

目前2011年12月8日,国际标准化组织(ISO)和国际电工委员会(IEC)发布的C11标准是C语言的第三个官方标准,也是C语言的最新标准,该标准更好的支持了汉字函数名和汉字标识符,一定程度上实现了汉字编程。

C语言是一门面向过程的计算机编程语言,与C++,Java等面向对象的编程语言有所不同。其编译器主要有Clang、GCC、WIN-TC、SUBLIME、MSVC、Turbo C等。

6. 浮点数操作

浮点型常量浮点型即生活中使用的小数类型(例如3.14),例如账户的余额,银行的存款利率等等都是浮点型。C语言中按照精度的不同分别使用float,double和long double表示,默认浮点类型是double,float占据四个字节,double占据8个字节,long double大于等于8个字节,Windows 32位和64位系统long double都是8个字节,Ubuntu18.04系统下long double是占据16个字节。浮点数的常量可以使用十进制的小数和科学计数法表示,科学计数法可以存储特大或者特小的数字浮点数变量在初始化浮点数变量时,默认值建议为0.0或者0.0f,赋值时变量的值和变量的类型保持一致。

printf()函数输出float类型的变量使用格式符%f,输出double类型的变量使用%lf。浮点型极限C语言在limits.h的头文件中使用常量定义了float和double以及long double的极限值,我们可以使用sizeof()关键字求出float,double和long double的字节数量以及使用常量FLT_MAX,FLT_MIN求出float表示的最大值和最小值以及DBL_MAX,DBL_MIN求出double所能表示的最大值和最小值。

在windows上double和long double是等价的,但是在Linux(例如Ubuntu 18.04上)long double是占据16个字节,这也就意味着long double的极限比double更大。浮点数在内存中的存储首先明确一点,无论是整型、浮点型还是字符等等数据类型在计算机底层都是以二进制的方式存储的。浮点数在内存中的存储和整数不同,因为整数都可以转换为一一对应的二进制数据。而浮点数的存储是由符号位(sign)+指数位(exponent)+小数位(fraction)组成。

其中float是由1位符号位+8位指数+23位小数组成,而double是由1位符号位+11位指数位+52位小数位组成。

int和float同样占据四个字节的内存,但是float所能表示的最大值比int大得多,其根本原因是浮点数在内存中是以指数的方式存储。我们都知道在内存中,一个float类型的实数变量是占据32位,即32个二进制的0或者1组成从低位依次到高位叫第0位和第31位,这32位可以由三部分组成:符号位:第31位数表示符号位,如果为0表示整数,如果为1表示负数指数:第23位到第30位,这8个二进制表示该实数转化为规格化的二进制实数后的指数与127(127即所谓的偏移量)之和所谓阶码,规格化的二进制实数只能在-127-127之间。

小数位:第0位到第22位,最多可以表示23位二进制小数,否则超过了就会产生误差。浮点数相等性判断float占据四个字节,提供的有效位是6-7位,而double占据八个字节,提供的有效位数是15-16位,如果在使用float或者double表示实数时超过有效数字,若拿来进行关系运算(例如等于)的话,会得到一个错误的结果。

7. 单片机的浮点运算

在单片机的开发应用中,已逐渐开始引入高级语言,

C语言就是其中的一种。对用惯了汇编的人来说,总觉得高级语言’可控性’不好,不如汇编那样随心所欲。

但是只要我们掌握了一定的C语言知识,有些东西还是容易做出来的,以下是笔者实际工作中遇到的几个问题,希望对初学C51者有所帮助。

一、C51热启动代码的编制

对于工业控制计算机,往往设有有看门狗电路,当看门狗动作,使计算机复位,这就是热启动。

热启动时,一般不允许从头开始,这将导致现有的已测量到或计算到的值复位,导致系统工作异常。

因而在程序必须判断是热启动还是冷启动,常用的方法是:确定某内存单位为标志位(如0x7f位和0x7e位),

启动时首先读该内存单元的内容,如果它等于一个特定的值(例如两个内存单元的都是0xaa),就认为是热启动,

否则就是冷启动,程序执行初始化部份,并将0xaa赋与这两个内存单元。

根据以上的设计思路,编程时,设置一个指针,让其指向特定的内存单元如0x7f,然后在程序中判断,程序如下:

void main()

{ char data *HotPoint=(char *)0x7f;

if((*HotPoint==0xaa)&&(*(--HotPoint)==0xaa))

{ /*热启动的处理 */

}

else

{ HotPoint=0x7e; /*冷启动的处进

*HotPoint=0xaa;

*(++HotPoint)=0xaa;

}

/*正常工作代码*/

}

然而实际调试中发现,无论是热启动还是冷启动,开机后所有内存单元的值都被复位为0,当然也实现不了热启动的要求。这是为什么呢?原来,用C语言编程时,开机时执行的代码并非是从main()函数的第一句语句开始的,在main()函数的第一句语句执行前要先执行一段’起始代码’。正是这段代码执行了清零的工作。C编译程序提供了这段起始代码的源程序,名为CSTARTUP.A51,打开这个文件,可以看到如下代码:

.

IDATALEN EQU 80H ; the length of IDATA memory in bytes.

.

STARTUP1:

IF IDATALEN <> 0

MOV R0,#IDATALEN - 1

CLR A

IDATALOOP: MOV @R0,A

DJNZ R0,IDATALOOP

ENDIF

.

可见,在执行到判断是否热启动的代码之前,起始代码已将所有内存单元清零。如何解决这个问题呢?好在启动代码是可以更改的,方法是:修改startup.a51源文件,然后用编译程序所附带的a51.exe程序对 startup.a51编译,得到startup.obj文件,然后用这段代码代替原来的起始代码。具体步骤是(设C源程序名为HOTSTART.C):

修改startup.a51源文件(这个文件在C51LIB目录下)。

 

 

执行如下命令:

 

A51 startup.a51 得到startup.obj文件。将此文件拷入HOTSTART.C所在目录。

将编好的C源程序用C51.EXE编译好,得到目标文件HOTS

TART.OBJ。

 

用 L51 HOTSTART, STARTUP.OBJ 命令连接,得到绝对目标文件HOTSTART。

 

用 OHS51 HOTSTART 得到HOTSTART.HEX文件,即可。

 

对于startup.a51的修改,根据自已的需要进行,如将IDATALEN EQU 80H中的80H改为70H,就可以使6F到7F的16字节内存不被清零。

二、直接调用EPROM中已固化的程序

笔者用的仿真机,由6位数码管显示,在内存DE00H处放显示子程序,只要将要显示的数放入显示缓冲区,然后调用这个子程序就可以使用了,汇编指令为:

LCALL 0DEOOH

在用C语言编程时,如何实现这一功能呢?C语言中有指向函数的指针这一概念,可以利用这种指针来实现用函数指针调用函数。指向函数的指针变量的定义格式为:

类型标识符 (*指针变量名)();

在定义好指针后就可以给指针变量赋值,使其指向某个函数的开始存地址,然后用

(*指针变量名)()即可调用这个函数。如下例:

void main(void)

{

void (*DispBuffer)(); /*定义指向函数指针*/

DispBuffer=0xde00; /*赋值*/

for(;;)

{ Key();

DispBuffer();

}

}

三、将浮点数转化为字符数组

笔者在编制应用程序时有这样的要求:将运算的结果(浮点数)存入EEPROM中。我们知道,浮点数在C语言中是以IEEE格式存储的,一个浮点数占用四个字节,例如浮点数34.526存为(160,26,10,66)这四个数。要将一个浮点数存入EEPROM,实际上就是要存这四个数。那么如何在程序中得到一个浮点数的组成数呢?

浮点数在存储时,是存储连续的字节中的,只要设法找到存储位置,就可以得到这些数了。可以定义一个void的指针,将此指针指向需要存储的浮点数,然后将此指针强制转化为char型,这样,利用指针就可以得到组成该浮点数的各个字节的值了。具体程序如下:

#define uchar unsigned char#define uint unsigned intvoid FtoC(void)

{ float a;

uchar i,*px

uchar x[4]; /*定义字符数组,准备存储浮点数的四个字节*、

void *pf;

px=x; /*px指针指向数组x*/

pf=&a; /*void 型指针指向浮点数首地址*/

a=34.526;

for(i=0;i<4;i++)

{ *(px+i)=*((char *)pf+i); /*强制void 型指针转成char型,因为*/

} /*void型指针不能运算*/

}

如果已将数存入EEPROM,要将其取出合并,方法也是一样,可参考下面的程序。

#define uchar unsigned char#define uint unsigned int

void CtoF(void)

{ float a;

uchar i,*px

uchar x[4]={56,180,150,73};

void *pf;

px=x;

pf=&a;

for(i=0;i<4;i++)

{ *((char *)pf+i)=*(px+i);

}

}

以上所用C语言为FRANKLIN C51 VER 3.2。

8. 单片机浮点操作流程图

在标准C语言中,存在着如下六种基本数据类型:

1、char:字符型;

2、short = short int:短整型

3、int:整型

4、long = long int:长整型

5、float:单精度浮点型

6、double:双精度浮点型

而面向51单片机的Keil uVision4对此进行了简化, 因此,可以理解为只存在如下四种基本数据类型:

1、char:字符型

2、int = short = short int:整型

3、long = long int:长整型

4、float = double:单精度浮点型

其中,基本整型数据类型又可以通过signed关键词扩展为有符号的signed char、signed int、signed long类型,或通过unsigned关键词扩展为无符号的unsigned char、unsigned int、unsigned long类型;而对于不加关键词扩展的char、int、long本身,Keil uVision4则一律认为是signed类型。

应对51单片机硬件的一些特点,Keil uVision4还扩展了bit、sbit、sfr、sfr16等四种特殊基本数据类型,它们都是标准C中所没有的。其中:

1、bit:声明一个普通的位变量。例如:"bit flag;"。

2、sbit:声明特殊功能寄存器中的某一位。例如,使用"sbit TI = SCON^0;",就声明了TI为特殊功能寄存器SCON的第0位。

3、sfr:声明一个8位寄存器为特殊功能寄存器。例如,将51单片机内存地址0x98处的存储单元声明为8位特殊功能寄存器SCON,可以使用"sfr SCON = 0x98;"语句。

4、sfr16:声明一个16位的寄存器为特殊功能寄存器。为了将51单片机内存地址0xCC处开始的连续两个存储单元声明为一个统一的16位特殊功能寄存器T2,可以使用"sfr16 T2 = 0xCC;"语句。

需要注意的是,在Keil uVision4中,用sbit、sfr、sfr16声明特殊功能寄存器变量或特殊功能寄存器位变量时,其声明语句都只能放在函数外,而不能放在函数内,否则出现语法错误;而用bit声明普通位变量时,声明语句既可放在函数外,也可放在函数内。此外,bit、sbit、sfr、sfr16都不支持指针和数组扩展,因此,不能定义bit、sbit、sfr、sfr16型指针和数组。当然,根据C语言标准,无论是sbit、sfr、sfr16还是bit,变量必须在使用之前(至少在使用之时)声明:这一点是显然的。

对于初学者来说,其实没有必要深究sbit、sfr、sfr16的用法,它们通常用在51单片机的系统自带头文件中,一般情况下无需用户关心。

9. 单片机浮点数怎么取整

将你需保留的那一位的低一位加5之后舍掉即可单片机内一般采用整数计算,如果要保留两位小数,需将原数据扩大100倍,小数点该向左移2位18754/100=187·54但单片机只能算整数,因此结果只能是187因此计算时我们我们将被除数扩大100倍相当于小数点向右移2位,1875400/100=18754然后我们将计算结果的小数点再向左移回来2位,即变成了187.54这就是定点小数的算法如果18754/100我们只保留一位小数我们可以这样处理(18754*100+500)=18759001875900/100=18759小数点左移2位,结果187.59最后一位不考虑取187.

5但如果18755/100我们只保留一位小数(18755*100+500)=18760001876000/100=18760小数点左移2位,结果187.60最后一位不考虑取187.

6看到了吧,4舍去了5就入上去了所以要保留三位小数,需将原来数据扩大1000倍,再除1000所以要保留4位小数,需将原来数据扩大10000倍,再除10000.......扩大100倍或1000倍操作要放在除法之前,因除法才会导致小数丢失需4舍5入,将要保留的那一位数的低一位加5即可当然这是低级算法,用C语言编程直接可以用浮点数,结果输出时会自动四舍5入你所要做的是将浮点数转换为字符(用sprint函数)并控制输出数据的位数,格式控制类似于printf函数