探秘float

众手捉之（众所周知），在class="superseo">单片机应用时对float的需求比较大，但它又不（不容易）让你用float，所以本文档的目的是：

• 希望在flash中存储float，int，乃至结构体类型的数据
• 涉及双机乃至多机通信时，能够不受数据类型的限制（想传啥数传啥数）

文章目录

• • • • float的表示和存储方式
      • 应用

float的表示和存储方式

1. 表示方式
   一般情况下，float类型的数据占据的内存为4字节，32位，并且有其独特的表示方式（科学计数法），但是计算机眼中的科学计数法是这样的：
   ( ± ) 1. a × 2 b (1) (\pm)1.a \times 2^b \tag{1} (±)1.a×2b(1)
   例如：
   1010 ⇒ + 1.01 × 2 3 0101 ⇒ + 1.01 × 2 2 10101 ⇒ + 1.0101 × 2 4 0.0101 ⇒ + 1.01 × 2 − 2 \begin{aligned} 1010 &\Rightarrow +1.01 \times 2^3 \ 0101 &\Rightarrow +1.01 \times 2^2 \ 10101 &\Rightarrow +1.0101 \times 2^4 \ 0.0101 &\Rightarrow +1.01 \times 2^{-2} \ \end{aligned} 10100101101010.0101​⇒+1.01×23⇒+1.01×22⇒+1.0101×24⇒+1.01×2−2​

2. 存储方式¹

   如上式（1）所示，float类型的数据需要分三部分存储，分别是正负号， a a a 和 b b b，所以32位的空间被划分为三部分：

   1. 符号位（1位）：最高位存储符号
   2. 指数位（8位）：左数第二位到第九位存储指数，但是需要把指数偏移127，所以这八位存储的数值为b+127
   3. 尾数位（23位）：最后二十三位存储尾数，如果尾数为0.01则计算机会把它自动补齐为0.010_0000_0000_0000_0000_0000，并把小数点后的23位存储在尾数位中

3. 举例
   10 ⇒ 1010 ⇒ 1.01 × 2 3 ⇒ 0 _ 10000010 _ 01000000000000000000000 10 \Rightarrow 1010 \Rightarrow 1.01 \times 2^3 \Rightarrow 0\_10000010\_01000000000000000000000 10⇒1010⇒1.01×23⇒0_10000010_01000000000000000000000验证一下：

   int main(void)
   {
       float data = 10;
       int data_bit = *(int *)&data;           //把float的32位数据存储在int中
       std::string str = "";
   
       for (int i = 31; i>=0; i--)
       {
           //把这32位数据存储在string类型中，方便打印
           if (data_bit & 1 << i)  str+="1";
           else                    str+="0";
       }
       
       std::cout << str;                       //打印
       return 0;
   }
   

   输出结果：

   01000001001000000000000000000000
   

   甚至我们还可以“创造”一个浮点数（以713为例）：
   713 ⇒ 1011001001 ⇒ 1.011001001 × 2 9 ⇒ 0 _ 10001000 _ 01100100100000000000000 ⇒ 0 x 44324000 713 \Rightarrow 1011001001 \Rightarrow 1.011001001 \times 2^{9} \ \Rightarrow 0\_10001000\_01100100100000000000000 \ \Rightarrow 0x44324000 713⇒1011001001⇒1.011001001×29⇒0_10001000_01100100100000000000000⇒0x44324000

   验证一下：

   int main(void)
   {
       int data = 0x44324000;
       float data_f = *(float *)(&data);
       std::cout << data_f;
       return 0;
   }
   

   输出结果：

   713
   

   成功！！！

应用

1. 往flash中存float:

   • 第一种写法

     float data;                         //你的float型参数
     void *data_void = (void*)(&data);   //把地址赋值给一个数组
     uint32_t flash_data;
     memcpy(&flash_data, data_void, sizeof(uint32_t));
     flash_program(flash_data);          //写flash的函数
     

   • 另一种写法

     float data;                         //你的float型参数
     uint32_t flash_data = *(uint32_t*)(&data);
     flash_program(flash_data);          //写flash的函数
     

   • 读取数据

     uint32_t flash_data;                //从flash读出的数据
     float data = *(float*)(&flash_data);
     

2. uart通信发送接收float类型的数据

   • 发送端：

     float data;                             //要发送的数据
     uint8_t *p_data = (uint8_t*)(&data);    //p_data指向最低的八位
     
     uart_putchar(UART, p_data); p_data++;   //把float拆成四个uint8_t发送
     uart_putchar(UART, p_data); p_data++;   //同一行可以出现俩分号
     uart_putchar(UART, p_data); p_data++;
     uart_putchar(UART, p_data);             //连发四次即可
     

   • 接收端：

     \\推荐在uart接收中断函数中接收
     void UART_IRQHandler(void)
     {
         UART->ICR |= UART_ICR_RXICLR;       //清除接收中断标志
     
         float receive_data_f;               //你需要接收的参数
         static uint8_t receive_data[4];     //定义四个uint8_t参数
         static uint8_t count = 0;
     
         uart_getchar(UART, &receive_data[count]);
         if (count < 3)  count++;
         else
         {
             count = 0;
     
             //将拆开发送的4个uint8_t组合在一起
             uint32_t receive_data_bit = 0;
     
             //注意强转(uint32_t)不能少，不然uint8_t位数不够，不能左移8位以上
             receive_data_bit += (uint32_t)(receive_data[0] << 8*0);
             receive_data_bit += (uint32_t)(receive_data[1] << 8*1);
             receive_data_bit += (uint32_t)(receive_data[2] << 8*2);
             receive_data_bit += (uint32_t)(receive_data[3] << 8*3);
             
             receive_data_f = *(float *)(&receive_data_bit);
         }
     }
     
     

• 类似的，float, double, int, 结构体都可以用以上这些方式进行读写传输。
  

  
  

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1. https://blog.csdn.net/albertsh/article/details/92385277 ↩︎