c - 如何在C中转换从串口传入的十六进制值？

Question

概述:我想使用 Visual Studio(C 语言)通过串行 COM 端口从传感器读取 24 字节数据包的小端十六进制值。每当新数据发送到端口时，我都需要更新串行读取，并将数据的某些字节解释为浮点值。当串行数据可用时，如何从 COM 端口读取数据、组织字节并将它们转换为 float /有用信息？

详细信息:传入数据包的长度已知为 24 字节，并且以已知字符(“{”和“}”)开始/结束，因此有助于了解要捕获多少字节以及如何捕获打破他们。字节 7-10 包含小端十六进制格式的气体 1 浓度数据，字节 11-14 包含小端十六进制格式的气体 2 浓度数据。示例数据包如下所示:

Example 24-byte HEX packet 1

类似数据包的另一个示例(由传感器数据表提供)如下所示:

Example 24-byte HEX packet 2

我为整个操作绘制的伪代码概述如下:

If serial data is available{

    //read serial packet into char array
    Char serialString[24]  = read serial until newline character () 

    startBracketHexChar = serialString[0] //”{“ part of packet
    Gas1HexChar= serialString[6-9]      //gas measurement 1 data from packet
    Gas2HexChar = serialString[10-13]   //gas measurement 2 data from packet
    tempHexChar = serialString[14-17]   //temp measurement from packet
    endBracketHexChar = serialString[23]        //”}” part of bracket

    //if packet is as expected…
    if (startBracketHexChar == ‘{‘ && endBrackHexChar == ‘}’){  

        Gas1Float = char.to.float(Gas1HexChar)  //convert char to float type
        Gas2Float = char.to.float(Gas2HexChar)  //convert char to float type
        tempFloat = char.to.float(tempHexChar)  //convert char to float type
        gas1textBox.Text = Gas1Float;           //display gas 1 reading 
        gas2textBox.Text = Gas2Float;           //display gas 2 reading 
        temptextBox.Text = tempFloat;           //display temp reading
    }
    else {
        ErrortextBox.Text = “Packet error”; //unexpected packet error
    }
}

我认为我在伪代码中关于读取 Gas1HexChar 数组的假设是非常错误的(也许它需要逐个字符地读取并缝合在一起而不是在一个数组 block 中？)并转换它(调用 a 时出现问题) char string 一个十六进制值，然后将该十六进制值转换为 float ？) - 这是我的知识和经验非常有限的地方，非常感谢实现建议。

Answer 1

好吧，不用担心，这并不太难。

我已经修改了您的伪代码，因此它可以编译为 C 代码片段。我相信您问题的主要部分是关于如何提取和组装多字节值。在下面的代码块中，这是decode函数。

在处理像您这样的二进制数据包时，最好使用unsigned char，而不仅仅是char。这使得换档更容易/更正确。

您说数据包以换行符终止，但这没有显示在图中。而且，由于我们正在处理二进制数据[正如您在热门评论中所确认的那样]，数据包数据部分中的任何有效字节都可能是 0x0A(即换行符)，因此我们在看到换行符之前，不能逐个字符地读取。

如果末尾确实有换行符，我们可能需要读取 25 个字节并仅检查最后一个字符。

我不使用Windows :-)，所以我不知道访问COM端口的细节，但我已经编写了您可以填写的函数。

<小时/>

无论如何，代码如下[请原谅无偿的样式清理]:

#include <stdio.h>
#include <stdint.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>

typedef struct {
    char Text[100];
} TextBox_t;

FILE *stream;

TextBox_t gas1textBox;
TextBox_t gas2textBox;
TextBox_t temptextBox;
TextBox_t ErrortextBox;

// serial_data_is_available -- check for data ready
int
serial_data_is_available(void)
{

    return 1;
}

// serial_get -- get single byte from device
unsigned char
serial_get(void)
{

    return rand();
}

// serial_buf -- assemble packet buffer
int
serial_buf(unsigned char *buf,int buflen)
{
    int idx;

    for (idx = 0;  idx < buflen;  ++idx)
        buf[idx] = serial_get();

    return idx;
}

// decode -- get a binary value
uint32_t
decode(unsigned char *buf,int beg,int end)
{
    uint32_t acc = 0;

    for (int idx = end;  idx >= beg;  --idx) {
        acc <<= 8;
        acc |= buf[idx];
    }

    return acc;
}

// floatget -- get a float value
float
floatget(unsigned char *buf,int beg,int end)
{
    union {
        float fval;
        uint32_t val;
    } join;

    join.val = decode(buf,beg,end);

    return join.fval;
}

// process_packet -- process a single packet
void
process_packet(void)
{
    // for raw binary data, unsigned is better
    unsigned char buf[24];

    // read serial packet into char array
    serial_buf(buf,sizeof(buf));

    // "{" part of packet
    char start = buf[0];

    // "}" part of bracket
    char end = buf[23];

    //if packet is as expected…
    if ((start == '{') && (end == '}')){
        // gas measurement 1 data from packet
        float Gas1Float = floatget(buf,6,9);

        // gas measurement 2 data from packet
        float Gas2Float = floatget(buf,10,13);

        // temp measurement from packet
        float tempFloat = floatget(buf,14,17);

        sprintf(gas1textBox.Text,"%f",Gas1Float);
        sprintf(gas2textBox.Text,"%f",Gas2Float);
        sprintf(temptextBox.Text,"%f",tempFloat);
    }
    else {
        strcpy(ErrortextBox.Text,"Packet error"); //unexpected packet error
    }
}

void
loop(void)
{

    while (1) {
        if (serial_data_is_available())
            process_packet();
    }
}