32 位二进制到 24 位有符号转换

Question

我在 Arduino 上使用了 24 位 I2C ADC，并且没有 3 字节（24 位）数据类型，所以我改用了uint32_t ，它是一个 32 位无符号整数。 然而，我的实际输出是一个 24 位有符号数，如下所示：

如果您有兴趣，这里还有我用来阅读结果的代码：

uint32_t readData(){
  Wire.beginTransmission(address);
  Wire.write(0x10);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(address,3);
  byte dataMSB = Wire.read();
  byte data = Wire.read();
  byte dataLSB = Wire.read();
  uint32_t data32 = dataMSB;
  data32 <<= 8;
  data32 |= data;
  data32 <<= 8;
  data32 |= dataLSB;
  return data32;
}

为了使这个数字有用，我需要将它转换回一个 24 位有符号整数（如果可能，我不知道该怎么做或前夕，因为 24 不是 2 的幂）所以我是有点卡住了。 如果有人能帮助我就好了，因为我几乎完成了项目，这是最后几步之一。

Answer 1

问题是在 C 中没有安全且可移植的方法来使用移位进行符号扩展——充其量它是实现定义的。 因此，如果您想便携地执行此操作，则需要手动将您的 2s 补码值转换为有符号整数。

int32_t cvt24bit(uint32_t val) {
    val &= 0xffffff;  // limit to 24 bits -- may not be necessary
    if (val >= (UINT32_C(1) << 23))
        return (int32_t)val - (INT32_C(1) << 24);
    else
        return val;
}

这将在 uint32_t 中获取您的 24 位二进制补码值并将其转换为（有符号的）int32_t。

Answer 2

可以通过以下方式将uint32_t 24 位二进制补码转换为int32_t ：

int32_t Convert(uint32_t x)
{
    int32_t t = x & 0xffffff;
    return t - (t >> 23 << 24);
}

x & 0xffffff确保数字没有高于第 23 位的伪位。如果确定没有设置这些位，那么语句可以只是int32_t t = x; .

然后t >> 23删除第 0 到 22 位，只留下第 23 位，它是 24 位整数的符号位。 然后<< 24对此进行缩放，产生 0（对于正数）或 2 ²⁴ （对于负数）。 从t减去它会产生所需的值。

Answer 3

对unit32_t使用int32_t而不是data32 。 然后在返回值之前，将其向左移动 8，然后向右移动 8 以对其进行符号扩展。

所以这段代码：

uint32_t readData(){
  Wire.beginTransmission(address);
  Wire.write(0x10);
  Wire.endTransmission();
  Wire.requestFrom(address,3);
  byte dataMSB = Wire.read();
  byte data = Wire.read();
  byte dataLSB = Wire.read();
  int32_t data32 = dataMSB;
  data32 <<= 8;
  data32 |= data;
  data32 <<= 8;
  data32 |= dataLSB;
  return (data32 << 8) >> 8;
}