如何利用一个函数将24位的数据类型转换成32位的呢

计算机中的负数是怎么存储的？

如何利用一个函数将24位的数据类型转换成32位的呢？

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王静

2022-2-25 15:12:57

一般情况下，ADC与单片机的通讯方式都是串行的，可能是IIC、SPI等。假设现在有一个24位的ADC，那么在正常工作时，单片机将依次接收到24bit的数据。ADC的数据是24位的，但是没有24位的数据类型。在单片机中，int类型的数据一般是32位的。所以需要一个函数来完成两者的转换。

首先我们要搞清楚计算机中数字的二进制存储形式。对于一个24位数，其计算关系可用下面的公式表达：

对于一个32位数，其计算关系可用下面的公式表达：

显而易见，对于一个正数来说，要拓宽它的位数，只需要在其多出来的位上补0即可。因为只是多项式中多加了几个0而已，并不会改变数据的大小。

而如果我们转换的数据是一个负数，问题就不那么简单了。

首先我们要搞清楚负数是怎么存储的。计算机中的负数是以补码形式存储的，即补码=原码取反+1。就是对正数先取反码，然后再加1。前面我们已经搞清楚了对一个正数该怎么拓宽，即补0。如果对拓宽后的这个正数再进行取反然后加1，那么我们是不是得到了一个位数改变的负数呢？答案肯定是对的。

假设我们现在有一个负数，我们可以先倒推回去，将其变成正数，然后用我们确定正确的方式对这个正数进行转换，然后把正数再变成负数。此时得到的负数位数已经是改变了的。可能有点绕，但确实是可行的。我们会发现，其实最终的效果是在多出来的位上补了1。这是因为我们对正数补0之后取了反，那就相当于直接补1了。

下面开始编写我们的代码。这里定义一个数组adc[3]，用来存储ADC的数据。将接收到的三字节数据由低到高依次放置到数组中。即adc[0]放置低字节，adc[1]放置中间的字节，adc[2]放置高字节。

int adc24to32(unsigned char *padc);

此函数的输入参数为数组的地址。函数内部完成数据的转换，返回值为转换之后的32位数据。

在函数内定义一个int型的数据value，然后再定义一个指向value的指针。然后将数组中的数据搬到value所在的地址中。

*p = *padc;
*(p+1) = *(padc+1);
*(p+2) = *(padc+2);

此处我们默认按照正数处理，然后判断其符号。判断是不是负数只需要判断*(padc+2)的最高位是不是1即可，将其与0x80相与，如果结果为1则表示其为负数，反之则不是。即：

if(*(padc+2) & 0x80)
{
      *(p+3) = 0xff;
      return value;
}
else
{
      return value;
}

假设我们现在有如下数据，下面对其一一进行检验。

原始数据（二进制）	理论值（十进制）
0X7FFFFF	8388607
0X400000	4194304
0X000001	1
0X000000	0
0XFFFFFF	-1
0XC00000	-4194304
0X800000	-8388607

这里定义三个数组来存储我们的原始数据，LL为数据的低字节，MM是数据的中间字节，HH为数据的高字节。在测试的时候，给adc[ ]赋值，然后调用刚才编写的函数。最后将结果打印出来，跟预期的结果进行对比，就可以知道我们的函数有没有错误。

unsigned char LL[7] = {0xff,0x00,0x01,0x00,0xff,0x00,0x00};

unsigned char MM[7] = {0xff,0x00,0x00,0x00,0xff,0x00,0x00};

unsigned char HH[7] = {0x7f,0x40,0x00,0x00,0xff,0xc0,0x80};
然后我们定义一个for循环，依次取出其中的数据进行检验

int main( )
{
int i;
for(i = 0; i < 7; i++)
{
      adc[0] = LL;
      adc[1] = MM;
      adc[2] = HH;

      value = adc24to32(adc);

      printf("nThis 24bit value %02x%02x%02x change to int32 is %dn",adc[2],adc[1],adc[0],value);
}
return 0;
}

程序运行的结果如下：

跟表格里的结果进行对比，可知程序没有错误。

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张鑫

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王静

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