如何通过串口发送浮点数

Question

在 Arduino 上通过串行发送 float、double 和 int16 的最佳方式是什么？

Serial.print() 仅发送 ASCII 编码的值。但我想以字节形式发送值。 Serial.write() 接受字节和字节数组，但是将值转换为字节的最佳方法是什么？

我尝试将 int16 转换为 byte*，但没有成功。我还使用了 memcpy，但这会占用很多 CPU 周期。 Arduino 使用纯 C/C++。它是一个 ATmega328 微控制器。

Answer 1

嗯。这个怎么样：

void send_float (float arg)
{
  // get access to the float as a byte-array:
  byte * data = (byte *) &arg; 

  // write the data to the serial
  Serial.write (data, sizeof (arg));
}

Answer 2

是的，要发送这些数字，您必须首先将它们转换为 ASCII 字符串。如果您使用 C，sprintf() 是，IMO，执行此转换的最方便的方法：

[稍后添加：AAAGHH！我忘记了 ints/longs，函数的输入参数希望是无符号的。对于传递给 sprintf() 的格式字符串也是如此。所以我在下面更改了它。对我的严重疏忽感到抱歉，这将是一个很难发现的错误。另外，ulong 使其更加通用。]

char *
int2str( unsigned long num ) {
    static char retnum[21];       // Enough for 20 digits plus NUL from a 64-bit uint.
    sprintf( retnum, "%ul", num );
    return retnum;
}

浮点数和双精度数也类似。进行转换的代码是预先已知的。必须告诉它 - 它要转换的实体类型，因此您最终可能会得到函数 char *float2str( float float_num) 和 char *dbl2str( double dblnum) 。

您将从转换中得到一个以 NUL 结尾的左调整（无前导空格或零）字符串。

您可以在任何地方/以您喜欢的方式进行转换；这些功能只是示例。

Answer 3

使用 Firmata 协议。引用：

Firmata 是一种用于与微控制器通信的通用协议
从主机上的软件。它旨在与任何主机一起工作
计算机软件包。现在 a 中有一个匹配的对象
语言数量。很容易为其他软件添加对象
使用此协议。基本上，该固件建立了一个协议
从主机软件与 Arduino 对话。目的是让
人们可以通过主机上的软件完全控制 Arduino
计算机。

Answer 4

您需要查找的行话是“序列化”。

这是串行连接上的一个有趣问题，串行连接可能对哪些字符可以端到端进行限制，并且可能无法每个字符传递八位。

对某些字符代码的限制相当常见。以下是一些即兴的内容：

• 如果使用软件流控制，则通常控制字符 DC1 和 DC3（Ctrl-Q 和 Ctrl-S，有时也称为 XON 和 XOFF）不能作为数据传输，因为它们是发送以启动和停止电缆另一端的发送器。

• 在某些设备上，NUL 和/或 DEL 字符（0x00 和 0x7F）可能会从接收器的 FIFO 中消失。

  在

• 如果接收方是 Unix tty，并且 termio 模式设置不正确，则字符 Ctrl-D（EOT 或 0x04）可能会导致 tty 驱动程序向具有文件结束符的进程发出文件结束信号。 tty open。

串行连接通常可配置字节宽度并可能包含奇偶校验位。某些连接需要使用带有奇偶校验的 7 位字节，而不是 8 位字节。甚至可以连接到（非常旧的）传统硬件来配置许多 5 位和 6 位字节的串行端口。如果每个字节可用的位数少于 8 位，则需要更复杂的协议来处理二进制数据。

ASCII85 是一种流行的技术，用于解决 7 位数据和控制字符的限制。这是仅使用 85 个精心挑选的 ASCII 字符代码重写二进制数据的约定。

此外，您当然还必须担心发送方和接收方之间的字节顺序。您可能还需要担心浮点格式，因为并非每个系统都使用 IEEE-754 浮点。

最重要的是，选择纯 ASCII 协议通常是更好的答案。它的优点是人类可以理解，并且更能抵抗串行连接的问题。除非您发送大量浮点数据，否则实现的简便性可能会抵消表示效率低下的问题。

只要对你接受的东西保持开放的态度，对你发出的东西保持保守即可。

Answer 5

尺寸重要吗？如果是这样，您可以使用 ASCII85 将每个 32 位组编码为 5 个 ASCII 字符，请参阅 http://en .wikipedia.org/wiki/Ascii85。

Answer 6

这很简单。使用 Serial.println() 函数

void setup() {
  Serial.begin(9600);

}

void loop() {
  float x = 23.45585888;
  Serial.println(x, 10);
  delay(1000);
}

这是输出：

Answer 7

也许这是将浮点转换为字节和字节转换为浮点的最佳方法，-Hamid Reza。

int breakDown(int index, unsigned char outbox[], float member)
{
  unsigned long d = *(unsigned long *)&member;

  outbox[index] = d & 0x00FF;
  index++;

  outbox[index] = (d & 0xFF00) >> 8;
  index++;

  outbox[index] = (d & 0xFF0000) >> 16;
  index++;

  outbox[index] = (d & 0xFF000000) >> 24;
  index++;
  return index;
}


float buildUp(int index, unsigned char outbox[])
{
  unsigned long d;

  d =  (outbox[index+3] << 24) | (outbox[index+2] << 16)
    | (outbox[index+1] << 8) | (outbox[index]);
  float member = *(float *)&d;
  return member;
}

问候。
`

Answer 8

结构和工会解决了这个问题。使用带有与该结构匹配的字节大小联合的打包结构。重叠指向结构和联合的指针（或在结构中添加联合）。使用 Serial.write 发送流。在接收端有匹配的结构/联合。只要字节顺序匹配就没有问题，否则您可以使用“C” hto(s..l) 函数解包。添加“标头”信息以解码不同的结构/联合。

Answer 9

对于 Arduino IDE：

float buildUp(int index, unsigned char outbox[])
{
  unsigned long d;
 d = (long(outbox[index +3]) << 24)  |   \
     (long(outbox[index +2]) << 16) |   \
     (long(outbox[index +1]) << 8)  |   \
     (long(outbox[index]));
 float member = *(float *)&d;
 return member;
}

否则无法工作。