浮点数 串口发送 u16

浮点数是一种表示实数的数据类型，可以包含小数部分。而串口发送通常使用的是u16（无符号16位整数）类型，它只能表示整数，没有小数部分。

当我们需要通过串口发送浮点数时，需要先将浮点数转换为整数形式再发送。常见的转换方法有以下几种：

1. 乘以一个固定倍数：将浮点数乘以一个固定倍数，然后取整，得到一个整数。在接收端，再将这个整数除以相同的倍数，得到原始的浮点数。

例如，我们可以将浮点数乘以1000，然后发送整数形式的值。接收端收到后再将这个整数除以1000，还原为原始的浮点数。

2. 转换为整数位和小数位两个部分：将浮点数的整数部分和小数部分拆分开，分别发送整数部分和小数部分。在接收端，再将这两个部分合并为浮点数。

例如，浮点数3.14可以拆分为整数部分3和小数部分14，然后分别发送3和14，接收端再将它们合并为3.14。

3. 使用特定的协议：一些串口通讯协议，如MODBUS协议，提供了浮点数的传输格式。可以使用这些协议的相关函数库将浮点数转换为协议要求的格式，然后发送。

无论选择哪种方法，都需要在发送和接收端进行相应的转换才能保证浮点数的正确传输。同时，在进行浮点数传输时，需要注意字节序（大端序或小端序）和精度（位数）的匹配，以免出现数据解析错误的问题。

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使用 STM32F103C8T6 的 ADC 模块读取9路电压值，并通过串口发送的示例工程代码并有详细注释

以下是使用STM32F103C8T6的ADC模块读取9路电压值并通过串口发送的示例代码，其中包含详细注释：

#include "stm32f10x.h"
#include "stdio.h"

#define ADC1_DR_Address    ((u32)0x4001244C) // ADC1数据寄存器地址

float voltage[9]; // 保存9路电压值

void RCC_Configuration(void);
void GPIO_Configuration(void);
void USART_Configuration(void);
void ADC_Configuration(void);
void NVIC_Configuration(void);
void USART_SendString(char* str);

int main(void)
{
    RCC_Configuration(); // 配置系统时钟
    GPIO_Configuration(); // 配置GPIO引脚
    USART_Configuration(); // 配置USART串口
    ADC_Configuration(); // 配置ADC模块
    NVIC_Configuration(); // 配置中断向量表
    
    ADC_SoftwareStartConvCmd(ADC1, ENABLE); // 启动ADC转换
    
    while(1)
    {
        // 输出9路电压值到串口
        char str[50];
        for(int i=0; i<9; i++)
        {
            sprintf(str, "CH%d Voltage: %.2fV\r\n", i, voltage[i]);
            USART_SendString(str);
        }
        USART_SendString("\r\n");
        delay_ms(1000); // 延时1秒
    }
}

// 配置系统时钟
void RCC_Configuration(void)
{
    RCC_APB2PeriphClockCmd(RCC_APB2Periph_GPIOA | RCC_APB2Periph_ADC1 | RCC_APB2Periph_USART1, ENABLE);
    RCC_ADCCLKConfig(RCC_PCLK2_Div6);
}

// 配置GPIO引脚
void GPIO_Configuration(void)
{
    GPIO_InitTypeDef GPIO_InitStructure;
    
    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_9; // USART1 TX
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AF_PP;
    GPIO_InitStructure.GPIO_Speed = GPIO_Speed_50MHz;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);

    GPIO_InitStructure.GPIO_Pin = GPIO_Pin_0 | GPIO_Pin_1 | GPIO_Pin_2 | GPIO_Pin_3 | GPIO_Pin_4 | GPIO_Pin_5 | GPIO_Pin_6 | GPIO_Pin_7; // ADC1 IN0~IN7
    GPIO_InitStructure.GPIO_Mode = GPIO_Mode_AIN;
    GPIO_Init(GPIOA, &GPIO_InitStructure);
}

// 配置USART串口
void USART_Configuration(void)
{
    USART_InitTypeDef USART_InitStructure;

    USART_InitStructure.USART_BaudRate = 9600;
    USART_InitStructure.USART_WordLength = USART_WordLength_8b;
    USART_InitStructure.USART_StopBits = USART_StopBits_1;
    USART_InitStructure.USART_Parity = USART_Parity_No;
    USART_InitStructure.USART_HardwareFlowControl = USART_HardwareFlowControl_None;
    USART_InitStructure.USART_Mode = USART_Mode_Tx;
    USART_Init(USART1, &USART_InitStructure);

    USART_Cmd(USART1, ENABLE);
}

// 配置ADC模块
void ADC_Configuration(void)
{
    ADC_InitTypeDef ADC_InitStructure;

    // ADC1配置
    ADC_InitStructure.ADC_Mode = ADC_Mode_Independent; // 独立模式
    ADC_InitStructure.ADC_ScanConvMode = ENABLE; // 扫描模式
    ADC_InitStructure.ADC_ContinuousConvMode = ENABLE; // 连续转换模式
    ADC_InitStructure.ADC_ExternalTrigConv = ADC_ExternalTrigConv_None; // 转换由软件触发
    ADC_InitStructure.ADC_DataAlign = ADC_DataAlign_Right; // 12位右对齐
    ADC_InitStructure.ADC_NbrOfChannel = 9; // 转换通道数
    ADC_Init(ADC1, &ADC_InitStructure);

    ADC_TempSensorVrefintCmd(ENABLE); // 使能温度传感器和内部参考电压

    // ADC1通道配置
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_0, 1, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN0
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_1, 2, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN1
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_2, 3, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN2
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_3, 4, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN3
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_4, 5, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN4
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_5, 6, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN5
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_6, 7, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN6
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_7, 8, ADC_SampleTime_28Cycles5); // ADC1 IN7
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_16, 9, ADC_SampleTime_28Cycles5); // 内部温度传感器
    ADC_RegularChannelConfig(ADC1, ADC_Channel_17, 10, ADC_SampleTime_28Cycles5); // 内部参考电压

    DMA_InitTypeDef DMA_InitStructure;

    RCC_AHBPeriphClockCmd(RCC_AHBPeriph_DMA1, ENABLE); // 使能DMA1时钟

    DMA_DeInit(DMA1_Channel1); // DMA1通道1复位
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralBaseAddr = ADC1_DR_Address; // ADC1数据寄存器地址
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryBaseAddr = (u32)&voltage; // 存放ADC转换结果的数组地址
    DMA_InitStructure.DMA_DIR = DMA_DIR_PeripheralSRC; // 数据传输方向：外设->存储器
    DMA_InitStructure.DMA_BufferSize = 9; // 数据传输量：9个通道
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralInc = DMA_PeripheralInc_Disable; // 外设地址不自增
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryInc = DMA_MemoryInc_Enable; // 存储器地址自增
    DMA_InitStructure.DMA_PeripheralDataSize = DMA_PeripheralDataSize_HalfWord; // 16位数据宽度
    DMA_InitStructure.DMA_MemoryDataSize = DMA_MemoryDataSize_Float; // 浮点数数据宽度
    DMA_InitStructure.DMA_Mode = DMA_Mode_Circular; // 循环模式
    DMA_InitStructure.DMA_Priority = DMA_Priority_High; // 高优先级
    DMA_InitStructure.DMA_M2M = DMA_M2M_Disable; // 存储器到存储器模式禁止
    DMA_Init(DMA1_Channel1, &DMA_InitStructure); // 配置DMA1通道1

    DMA_Cmd(DMA1_Channel1, ENABLE); // 启动DMA1通道1
    ADC_DMACmd(ADC1, ENABLE); // ADC1 DMA使能
}

// 配置中断向量表
void NVIC_Configuration(void)
{
    NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

    NVIC_PriorityGroupConfig(NVIC_PriorityGroup_2); // 优先级分组：组2
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = DMA1_Channel1_IRQn; // DMA1通道1中断
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0; // 抢占优先级：最高
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0; // 响应优先级：最高
    NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
    NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}

// DMA1通道1中断服务函数
void DMA1_Channel1_IRQHandler(void)
{
    DMA_ClearITPendingBit(DMA1_IT_TC1); // 清除DMA1通道1传输完成中断标志位
}

// 将字符串通过USART1发送
void USART_SendString(char* str)
{
    while(*str)
    {
        while(USART_GetFlagStatus(USART1, USART_FLAG_TXE) == RESET);
        USART_SendData(USART1, *str);
        str++;
    }
}

// 延时函数
void delay_ms(u16 n)
{
    SysTick->LOAD = 8000; // 系统时钟为8MHz，每毫秒计数8000次
    SysTick->CTRL = 0x01; // 使能SysTick定时器
    for(u16 i=0; i<n; i++)
    {
        while((SysTick->CTRL & 0x10000) == 0); // 等待计数器计满
    }
    SysTick->CTRL = 0x00; // 关闭SysTick定时器
}

在上述代码中，首先定义了一个float类型的数组voltage，用来存放9路电压值。然后在主函数中调用了RCC_Configuration、GPIO_Configuration、USART_Configuration、ADC_Configuration和NVIC_Configuration等函数来配置系统时钟、GPIO引脚、USART串口、ADC模块和中断向量表。在ADC_Configuration函数中，首先使用ADC_InitTypeDef结构体来配置ADC1模块，包括模式、扫描模式、连续转换模式、转换触发方式、数据对齐方式、转换通道数等。然后使用ADC_RegularChannelConfig函数配置ADC1的9个通道，其中包括8个外部输入通道和1个内部温度传感器或内部参考电压。接着使用DMA_InitTypeDef结构体来配置DMA1通道1，将ADC1数据寄存器中的数据传输到voltage数组中，同时使能循环模式和高优先级。最后在主函数中使用ADC_SoftwareStartConvCmd函数启动ADC转换，并使用USART_SendString函数将9路电压值输出到USART1串口，使用delay_ms函数延时1秒后再次输出。在DMA1通道1传输完成时，会触发DMA1_Channel1_IRQHandler函数，其中使用DMA_ClearITPendingBit函数清除传输完成中断标志位。

优化代码 #include <SoftwareSerial.h> #include <Adafruit_Sensor.h> #include <DHT.h> #include <DHT_U.h> #include <Nextion.h> #define DHTPIN 2 #define DHTTYPE DHT11 DHT_Unified dht(DHTPIN, DHTTYPE); SoftwareSerial mySerial(10, 11); NexText tempText(0, 2, "g0"); // 温度文本框 NexText humText(0, 3, "g1"); // 湿度文本框 void setup() { Serial.begin(9600); while (!Serial); mySerial.begin(9600); dht.begin(); NexInit(); } void loop() { // 读取温度和湿度 sensors_event_t event; dht.temperature().getEvent(&event); float temperature = event.temperature; dht.humidity().getEvent(&event); float humidity = event.relative_humidity; // 将温度和湿度数据通过串口发送 byte tempBytes[2], humBytes[2]; tempBytes[0] = (byte)(temperature / 256); // 位移运算符代替除法 tempBytes[1] = (byte)(temperature); humBytes[0] = (byte)(humidity / 256); humBytes[1] = (byte)(humidity); mySerial.write(tempBytes, 2); mySerial.write(humBytes, 2); // 在屏幕上显示温度和湿度 String tempStr = String(temperature, 1) + "C"; // 将浮点数转换为字符串并加上单位 String humStr = String(humidity, 1) + "%"; tempText.setText(tempStr.c_str()); // setText()函数需要传入const char*类型 humText.setText(humStr.c_str()); delay(2000); }

在代码中，可以进行如下优化：

1. 在声明 Nextion 文本框对象时，可以直接传入组件名称，避免重复定义变量。例如：

NexText tempText(0, 2, "g0"); // 温度文本框
NexText humText(0, 3, "g1"); // 湿度文本框

2. 在将浮点数转换为字符串时，可以使用 `dtostrf()` 函数。该函数可以将浮点数转换为指定精度的字符串，并且可以避免使用 `String` 类型引起的内存问题。例如：

char tempStr[10], humStr[10];
dtostrf(temperature, 5, 1, tempStr);
dtostrf(humidity, 5, 1, humStr);

3. 在发送数据到串口时，可以一次性发送一个数组，避免多次调用 `write()` 函数。例如：

byte data[4];
data[0] = (byte)(temperature / 256); // 位移运算符代替除法
data[1] = (byte)(temperature);
data[2] = (byte)(humidity / 256);
data[3] = (byte)(humidity);
mySerial.write(data, 4);

4. 在设置文本框内容时，可以直接传入 `char*` 类型的指针，避免使用 `String` 类型。例如：

tempText.setText(tempStr);
humText.setText(humStr);