c - 如何在 C 中连接数组中的整数二进制值？

Question

我正在编写一个嵌入式系统程序，该程序通过 SPI 从外部 ADC 接收 24 位数据并将数据存储在整数数组中。那部分正在工作。为了使数据有用，我需要以二进制或十六进制形式连接每个字节并除以 0x7FFFFFF。这就是我遇到麻烦的地方。例如，我可能通过 SPI 收到一个数据数组，如下所示:

data_buffer = { 24 , 17 , 140 };

又名

data_buffer = { 0b00011000 , 0b00010001 , 0b10001100 };

又名

data_buffer = { 0x18 , 0x11 , 0x8C };

我需要对这个值执行的操作是将每个元素连接起来以获得如下所示的内容:

data_value = 0x18118C

然后将该值除以 0x7FFFFF，以便它在我的程序中有用。在此示例中，我希望最终得到的值为 0x18118C/0x7FFFFF = 0.188

我该如何去做呢？

很抱歉我没有提供更多代码，老实说我不知道​​从哪里开始。

Answer 1

将三个字节组合成一个 24 位(实际上是 32 位)值是 C 位运算符的一种直接应用。这是详细的“手写”形式:

unsigned char data_buffer[] = { 24 , 17 , 140 };

unsigned long int data_value = 0;
data_value |= data_buffer[0];
data_value <<= 8;
data_value |= data_buffer[1];
data_value <<= 8;
data_value |= data_buffer[2];

我可能会以更紧凑的形式编写它:

unsigned long int data_value = 0;
data_value |= data_buffer[0];
data_value = (data_value << 8) | data_buffer[1];
data_value = (data_value << 8) | data_buffer[2];

或者您可以按照其他顺序执行此操作，可以这么说:

unsigned long int data_value = 0;
data_value |= (unsigned long)data_buffer[0] << 16;
data_value |= data_buffer[1] << 8;
data_value |= data_buffer[2];

(不过，如果您使用的是 16 位处理器，那么这里您需要进行额外的转换，普通的 data_buffer[0] << 16 会将所有位移走并丢失它们。)

或者您可以一次完成所有操作:

unsigned long int data_value =
    ((unsigned long)data_buffer[0] << 16) |
                   (data_buffer[1] << 8) |
                    data_buffer[2];

无论如何，您都可以进行所需的除法:

float float_value = (float)data_value / 0x7FFFFF;

(您可能想使用 double 而不是 float 。或者根据嵌入式环境的限制，您可能根本不希望使用这样的直接浮点；您没有说。)

当我打印这些时，我得到了您请求的值:

printf("data_value = %#lX, float_value = %f\n", data_value, float_value);

产量:

data_value = 0X18118C, float_value = 0.188036

<小时/>

附录:我忘记提及的一件事是，为了使这些技术正常工作，您的输入数据(即 data_buffer)通常非常重要在您的示例中，数组的类型为 unsigned char 。如果不是——例如，如果它是简单的 char ，它在大多数机器上都有签名——您通常最终会遇到令人衰弱的符号扩展问题。例如，您的值 140 是十六进制数字 0x8c ，如您所知，但解释为有符号 8 位数字，即 -116。当它与其他整数一起参与表达式时，它通常会被符号扩展为 0xff8c或0xffffff8c ，这当然根本不是你想要的。 (您可以按照 SteveB 的回答中的建议，使用额外的 & 0xff 掩码来解决这个问题，但这很麻烦。使用 unsigned char 更简单。)