IEEE 754 的标准对浮点数的处理

本文主要是介绍IEEE 754 的标准对浮点数的处理，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

参考文章：

https://blog.csdn.net/weixin_42066185/article/details/88559936

作者在工作中现在就面临这个浮点数通过modbus协议向上位机传输的问题的存在，遇到的是，我们应该怎么样合适的处理这个float 4个bytes 的数据，下面总结一下个人的调研的结果：

通过网上的调研结果有下面的两种的解决的方案：

方案一：通过将你所得到的带小数的放大一定的倍数，都变成整数进行处理，例如：3.24 --放大100 变成 324 ，然后上位机知道我放大了100 呗就好

方案二：采用IEEE 754 标准 wiki ：https://zh.wikipedia.org/wiki/IEEE_754

一、IEEE 754 的标准对浮点数的处理
Step1 首先复习一下对于阶码、尾数

1、对于十进制

-12.5 * 10**0

12.5：就是尾数 0 就是阶码

2、对于二进制

1.1001*2**3

1.1001：就是尾数 3 就是阶码
Step2 什么是浮点数的存储方式

1、理论

地址 +0 +1 +2 +3
内容 SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM

这里
S 代表符号位，1是负，0是正
E 偏移127的幂，二进制阶码=(EEEEEEEE)-127。
M 24位的尾数保存在23位中，只存储23位，最高位固定为1。此方法用最较少的位数实现了
较高的有效位数，提高了精度。

零是一个特定值，幂是0 尾数也是0。

Step3 Modbus 中浮点数的标准存储实例

2、实例
浮点数-12.5作为一个十六进制数0xC1480000保存在存储区中，这个值如下：
地址 +0 +1 +2 +3
内容0xC1 0x48 0x00 0x00

浮点数和十六进制等效保存值之间的转换相当简单。下面的例子说明上面的值-12.5如何转
换。
浮点保存值不是一个直接的格式，要转换为一个浮点数，位必须按上面的浮点数保存格式表
所列的那样分开，例如：

地址 +0 +1 +2 +3
格式 SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM
二进制 11000001 01001000 00000000 00000000
十六进制 C1 48 00 00

从这个例子可以得到下面的信息：
符号位是1 表示一个负数
幂是二进制10000010或十进制130，130减去127是3，就是实际的幂。
尾数是后面的二进制数10010000000000000000000

在尾数的左边有一个省略的小数点和1,这个1在浮点数的保存中经常省略,加上一个1和小数
点到尾数的开头,得到尾数值如下:
1.10010000000000000000000

接着,根据指数调整尾数.一个负的指数向左移动小数点.一个正的指数向右移动小数点.因为
指数是3,尾数调整如下:
1100.10000000000000000000

结果是一个二进制浮点数，小数点左边的二进制数代表所处位置的2的幂，例如：1100表示
(1*2^3)+(1*2^2)+(0*2^1)+(0*2^0)=12。
小数点的右边也代表所处位置的2的幂，只是幂是负的。例如：.100...表示(1*2^(-1))+
(0*2^(-2))+(0*2^(-2))...=0.5。
这些值的和是12.5。因为设置的符号位表示这数是负的，因此十六进制值0xC1480000表示-
12.5。

以下是我做的例子：

#include "ring_buffer.h"typedef union
{uint8_t data[4];float fdata;
} float_iee;int main()
{float_iee data;data.fdata = -12.5;for (uint32_t i = 0; i < 4; i++){printf("%02x ", data.data[i]);}printf("\n ");return 0;
}

测试结果