怎么ST单片机降低浮点运算时间单片机浮点数

只看该作者 · 2024-5-26 22:00

1、前言

      目前，大多数的单片机不具有浮点运算单元（FPU）。

      TI公司的tms320f28335具有FPU，但是在进行一个浮点除法运算时，需要1.5us的时间，这在实时控制系统中是不太能接受的。

整形运算。

2、整形运算概述

         单片机主要分为8位机、16位机和32位机，使用最多的就是16位机。

         16位机中变量类型 int 是16位的，也就是说：16位机使用16位的0或者1组合表示数据。

         32位机中变量类型 int 是32位的，也就是说：32位机使用32位的0或者1组合表示数据。

3、浮点数的近似转换

近似用乘以一个整数然后除以2的n次方表示。

         例如：

         0.25 = 1 >> 2;

         0.5 = 1 >> 1;

         0.75 = 3 >>2;

         其他的浮点数以此类推。

         一个浮点数可以有多种近似替换的方案，每种替换方案的精度不一样。

         比如：

                  0.8 可以近似等于3>>2（0.75），也可以近似等于13>>4（0.8125）;

数据位溢出。

4、防止数据溢出

         步骤三的转换也是有前提条件的：变量乘了整数后防止数据超过最大值。

不能超出原有变量的数据类型的范围。

         下面测试案例：

//定义变量类型
unsigned int a;
unsigned int b;
unsigned long  c;
unsigned int d;

//测试方法
a = (1024*1024)>>10;
b = ((long)(1024*1024))>>10;
c = (1024*1024)>>10;
d = __builtin_muluu(1024,1024)>>10;

//编译警告
Test.c:101:15: warning: integer overflow in expression
Test.c:102:21: warning: integer overflow in expression
Test.c:103:14: warning: integer overflow in expression

//调试变量结果
a = 0
b = 0
c = 0
d = 1024
1.
2.
3.
4.
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20.
21.
22.
      在16位单片机的C编译器的作用下，由上面的测试结果显示，仅仅只有第四种输出正确结果。

      其他三种，不管是强制数据转换，还是设置为long型的变量，导致输出结果都不正确。

      可能：

            在这款单片机中，内存的最大位数位16位吧，如果需要超出16位运算结果的数据，就会报错。

            或者只能按照该单片机自带的函数处理数据吧。

5、与浮点Q变换的区别

      浮点数a转为定点数b是：b = (int)a*2n

      定点数b转为浮点数a是：a = (float)a>>n

固定的。一般，Q变换是把浮点数全部转为定点数参与运算，最后转为才转为浮点数；

等效为一个浮点数。