MODBUS RTU协议中浮点数是如何存储,读到浮点数寄存器的数值如何转换成所需的浮点数
浮点数保存的字节格式如下:
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。
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
(123)+(1*22)+(021)+(0*20)=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
(12^(-1))+ (02(-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。
地址 +0 +1 +2 +3 内容 SEEE EEEE EMMM MMMM MMMM MMMM MMMM MMMM 0100 0011 0000 0010 0000 0000 0000 00000
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
(100 0011 0)=134-127=7
000 0010 0000 0000 0000 00000
1 000 0010. 0000 0000 0000 00000=130
float f = GetFloat(registerBuffer[0], registerBuffer[1]); public static float GetFloat(ushort P1, ushort P2) { int intSign, intSignRest, intExponent, intExponentRest; float faResult, faDigit; intSign = P1 / 32768; intSignRest = P1 % 32768; intExponent = intSignRest / 128; intExponentRest = intSignRest % 128; faDigit = (float)(intExponentRest * 65536 + P2) / 8388608; faResult = (float)Math.Pow(-1, intSign) * (float)Math.Pow(2, intExponent - 127) * (faDigit + 1); return faResult; }
将浮点数转为modbus需要的无符号短整数:
float fff = float.Parse(floattxt.Text); string d = BitConverter.ToString(BitConverter.GetBytes(fff).Reverse().ToArray()).Replace("-", ""); Console.WriteLine(d); ushort ss1 = Convert.ToUInt16(d.Substring(0,4),16); ushort ss2 = Convert.ToUInt16(d.Substring(3, 4), 16);
↓↓↓
/// <summary> /// 将32位得16进制数转化位Double值 /// </summary> /// <param name="P1">前16位16进制数(此处是10进制表达,如“16”代表16进制得“10”)</param> /// <param name="P2">后16位16进制数(此处是10进制表达,如“16”代表16进制得“10”)</param> /// <returns>返回转化后得值</returns> public static double GetDouble32(ushort P1, ushort P2) { int intSign, intSignRest, intExponent, intExponentRest; double faResult, faDigit; intSign = P1 / 32768; intSignRest = P1 % 32768; intExponent = intSignRest / 128; intExponentRest = intSignRest % 128; faDigit = (intExponentRest * 65536 + P2) / 8388608.0; faResult = Math.Pow(-1, intSign) * Math.Pow(2, intExponent - 127) * (faDigit + 1); return faResult; } /// <summary> /// 将double转化为32位得16进制数<para>如:219.498580932617,转化后43 5B 7F A3</para> /// </summary> /// <param name="val">要转化得值</param> /// <returns>返回转化后得值字符串</returns> public static string GetVal16(double val) { float fff = float.Parse(val.ToString()); string d = BitConverter.ToString(BitConverter.GetBytes(fff).Reverse().ToArray()).Replace("-", ""); ushort ss1 = Convert.ToUInt16(d.Substring(0, 4), 16); ushort ss2 = Convert.ToUInt16(d.Substring(4, 4), 16); return (ComputeMethod.Val10_Val16_String(ss1) + ComputeMethod.Val10_Val16_String(ss2)).PadLeft(8, '0'); }