【Arduino】串口数据传输时,使用按位与、右移将数据拆解成 8 位,分别保存到 byte 数组后再传输,包含代码及分析 |
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问题办法将数据拆成 8 位,保存到 byte 数组补充按位与运算补充右移运算举例说明
总结
问题
当数据在不同系统之间传输时,因为不同系统可能对字节的顺序有所不同。因此,需要将一个 16 位的值拆分为两个 8 位的字节,并将高位字节和低位字节需要分开存储。这样,能防止数据在传输过程中出现混乱的情况。 办法 将数据拆成 8 位,保存到 byte 数组先上核心代码 analogReadResolution(2); // MAX_READING_14_bit = 16383 0-16383=16384 values = 2^14 int data = analogRead(A0); // 0-16383 byte msg[14]; msg[0] = data&255; msg[1] = (data>>8)&255;第一行表示设定 Arduino 开发板的模拟口精度为 14 位。 至于为什么精度能够设置成 14 位,因为我用的开发板是 Arduino Portenta H7,最大精度可到 16 位。更多资料可以看这篇文章:【Arduino】Portenta H7 板子介绍。 第二行表示从 Arduino 的 A0 口读取一个模拟数值,其范围为 0-16383。 注意 ADC 的精度已经提前规定成了 14 位精度,所以最大值才是 2^14 = 16384-1。 第三行表示创建一个 byte 字节类型的数组 msg,数组的长度位 14 位,刚好对应了我们设定的模拟口读取精度。 第四行和第五行是将数据通过 按位与 和 右移 操作将 data 的低 8 位和高 8 位分别存储到 msg 数组的第 1 位和第 2 位。 补充按位与运算按位与运算 (Bitewise AND) 是一种针对二进制数的逐位运算操作符。它对两个二进制数的对应位进行逻辑与操作,生成一个新的二进制数。 规则为: 如果两个对应位都为1,则结果的对应位为1。如果两个对应位中有任何一个位为0,则结果的对应位为0。例如,考虑以下两个二进制数的按位与运算: 10101011(171)11001100(204)&10001000(136) 补充右移运算在C++中,右移操作使用右移位运算符 >> 表示。对于一个二进制数,右移操作将其所有位向右移动,移出的位将被丢弃,并在左侧补上 0。 例如,考虑以下二进制数的右移操作: 11001100(204)>>300011001(25) 举例说明比如当 data = 16234 时,在计算机中 data 的二进制表示为 00111111 10101010。 按位与运算符 & 将 data 与 255 进行按位与运算,相当于将 data 的高 8 位全部置为 0,保留了低 8 位,并存储到数组 msg 的第一个元素 msg[0] 中。 也就是程序: msg[0] = data&255;具体运算如下所示: 0011111101101010(16234)&0000000011111111(255)0000000001101010(106)右移运算 >> 先将 data 右移 8 位,即将原值的高 8 位移动到低 8 位的位置上。结果为 00000000 00111111。然后再使用按位与运算符 & 将 00000000 00111111 与 255 进行按位与运算,同样是将 data 右移后的高 8 位全部置为 0,保留了低 8 位(相当于保留了原始值的高 8 位),并存储到数组 msg 的第二个元素 msg[1] 中。 也就是程序: msg[1] = (data>>8)&255;具体运算如下所示: 0011111101101010(16234)>>80000000000111111(63) 0000000000111111(63)&0000000011111111(255)0000000000111111(63) 总结通过上述操作,我们成功将一个 16 位的值拆分为了两个 8 位的字节时,这样就可以传输到接收端了。这样做可以方便地在不同系统之间传输和处理数据。至于接收端怎么分析,那就要根据不同的接收端采用不同的方法了。 我自己的下一步是基于 Visual Studio 开发 Qt 环境,使用 C++ 语言进行接收,再合并回来。详细细节可参考文章:【Visual Studio】Qt 接收串口发送过来的数据,使用按位或运算,将两个 8 位数据,合并成一个 16 位的整数。 |
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