利用union传递不同类型数据

她叫小红

        在下位机在与上位机进行通信的时候，通常遇到传输不同类型数据的情况，比如：“char”、“int”、“float”等等，而在用串口接收时，由于硬件限制，一次只能接收8bit，给传输造成不便。
        以前在学习6050时用到“匿名上位机”时，采用的是移位的方式，将一个长的数据右移8位并截取低8位的形式进行传输的，例如：

1. void usart1_report_0x05(u16 a,u16 b,u16 c)
   
2. {
   
3.     u8 i,tbuf[6];
   
4.     for(i=0;i<6;i++)tbuf=0;                   //清0
   
5.     tbuf[0]=(a>>8)&0XFF;                        //横滚角
   
6.     tbuf[1]=a&0XFF;
   
7.     tbuf[2]=(b>>8)&0XFF;                        //俯仰角
   
8.     tbuf[3]=b&0XFF;
   
9.     tbuf[4]=(c>>8)&0XFF;                        //航向角
   
10.     tbuf[5]=c&0XFF;                                  //上锁与否
    
11.     usart1_niming_report(0X05,tbuf,6);    //功能字
    
12. }

复制代码

而在mBlock固件中采用的是另一种方式，让我感到“要学习的东西真不少”了，先看两小段代码：                    代码一：

1. //使用共用体数据结构实现short、float、double 向 char 转换，精妙！！学习了
   
2. /*--------单精度浮点型--------*///Datatype for floating-point numbers, a number that has a decimal point.
   
3. union{
   
4.     byte byteVal[4];   //四字节数组
   
5.     float floatVal;       //四个字节
   
6.     long longVal;       //四个字节
   
7. }val;

复制代码

      代码二：

1. /*----------写float---------*/
   
2. void sendFloat(float value){ //该函数的作用是发送一个单精度浮点型数据给上位机
   
3.      writeSerial(2);                       // 2 float       //mBot固件协议：返回帧的功能字，2表示后面的数据是float型
   
4.      val.floatVal = value;             //赋值
   
5.      writeSerial(val.byteVal[0]);
   
6.      writeSerial(val.byteVal[1]);
   
7.      writeSerial(val.byteVal[2]);
   
8.      writeSerial(val.byteVal[3]);
   
9. }

复制代码

        在union 中所有的数据成员共用一个空间，同一时间只能储存其中一个数据成员，所有的数据成员具有相同的起始地址，而一个union 只配置一个足够大的空间以来容纳最大长度的数据成员。

        代码一定义一个union类型的数据val，可以看出val中的各类数据长度都是一样的：4Byte。在代码二中当val.floatVal 被赋予初值是，由于val.floatVal与val.byteVal具有相同的起始地址，此时val.byteVal[0]表示的是val.floatVal在内存中存储的最低字节（小端模式），这里可以理解为byteVal数组中存储的是数据floatVal在内存中的存储数据。更多详细关于union的知识可以参考：http://c.biancheng.net/cpp/html/450.html

         下面看一段测试程序：

1. #include <Arduino.h>
   
2. union{
   
3.     byte byteVal[4];
   
4.     float floatVal;
   
5. }val;
   
6. void sendFloat(float value){
   
7.      //Serial.write(2);                       // 2 float
   
8.      val.floatVal = value;
   
9.      Serial.write(val.byteVal[0]);
   
10.      Serial.write(val.byteVal[1]);
    
11.      Serial.write(val.byteVal[2]);
    
12.      Serial.write(val.byteVal[3]);
    
13. }
    
14. void setup() {
    
15.   // put your setup code here, to run once:
    
16.   Serial.begin(9600);
    
17.   sendFloat(-575);
    
18. }
    
19. void loop() {
    
20.   // put your main code here, to run repeatedly:
    
21. }
    

复制代码

        上面的代码实现的是：Arduino复位后将内存中存储的数据“-575”打印到串口，打印出的数据是：00 C0 0F C4

由于是小端模式，-575存储在内存中正确的顺序应该是：C4 0F C0 00（11000100 00001111 11000000 00000000）。

       这里涉及到数据在Arduino内存中的存储格式，以单精度浮点型为例：浮点在内存中的存储类似于科学记数法，一般形式为：

R = M * ２^ e

（R ： real；M： 位数小数点前“1”被省略 ； e ： 阶码，小数点移动位数，大于0右移，反之，左移）

其在内存中的表现形式为：

  x                                     x...x                             x...x...x...x  

                                                                  数符（1b）                      阶码（8b）                     尾码（23b）

则：-575                         =                             1                                 10001000          00011111 10000000 0000000

       -575                         =                          负数                              136-127= 9                    1.000 1111 11


       将1.000 1111 11小数点右移9位即可得到该数的绝对值，又因其数符为1，表示这是数为负，最后结果为：- 10 0011 1111 即 -575。更多详细关于float在内存中的存储格式的知识可以参考：http://www.cnblogs.com/dolphin0520/archive/2011/10/02/2198280.html

       学习mBot的固件还是挺有收获的，最后附上固件一份里面写了一些注释，但不是很全o，希望能帮到大家~

感谢无私奉献的网友们~