Konvertieren des 32-Bit-Zweierkomplements in eine Dezimalzahl

Ich glaube, Sie haben ein Missverständnis darüber, was "2er-Komplement" bedeutet. Eine positive Zweierkomplementzahl ist identisch mit einer positiven Binärzahl (das höchstwertige Bit muss Null sein). Für 8 Bit haben wir also 0x00 (Null) bis 0x7F (127). Zahlen kleiner als Null gehen von 0xFF (-1) bis 0x80 (-128). Um eine negative Zahl positiv zu machen, damit Sie sie als Minuszeichen vor einer positiven Zahl anzeigen können, können Sie das 2er-Komplement wie oben gezeigt berechnen. Beachten Sie den Sonderfall 0x80.

Mit 0x000EE754 haben Sie also eine positive Dezimalzahl von 976724. Es gibt einen Skalierungsfaktor zwischen diesem und 6,2 von 6,3478E-6.

Wahrscheinlich möchten Sie die Zahl in eine Gleitkommazahl umwandeln und die Berechnungen in Gleitkommazahlen durchführen. Es ist bereits im 32-Bit- Integer- Format mit Vorzeichen.

Das Zweierkomplement ist ein Format zur Beschreibung negativer Zahlen . Es gilt, wenn die Zahl negativ ist. Deine Berechnungen ergeben keinen Sinn. https://en.wikipedia.org/wiki/Two%27s_complement

Laut RTFM ist das Datenformat des Geräts 32-Bit-2er-Komplement-Little-Endian. Da Ihre MCU Little Endian ist (was bei AVR der Fall ist), müssen Sie nichts konvertieren. Speichern Sie das Ergebnis einfach in einer int32_t.

Das Datenformat für UART ist zuerst LSB und das Tool, das das Bild erstellt hat, scheint sich dessen bewusst zu sein. Wenn Sie also einige Daten wie 55e70e00 haben, dann sind das die tatsächlich gelesenen Daten. Da es sich um Little Endian handelt, entspricht es Hex 0x000ee755, Dezimal 976725. Dies ist der Wert, den Sie nach dem Lesen aus dem UART-Rx-Register erhalten sollten. Ob diese Zahl Sinn macht, keine Ahnung.

Das Zweierkomplement spielt keine Rolle, da die Zahl in diesem Fall positiv ist. Eine negative Zahl hätte eine binäre 1 im MSB.

Die Art und Weise, wie ich über Zweierkomplementzahlen nachdenke, ist, darüber nachzudenken, was mit den unteren Bits einer Binärzahl beim Subtrahieren passiert. Wenn die unteren 4 Bits von x 0000 und die unteren 4 Bits von y 0001 sind, dann werden die unteren 4 Bits von xy 1111 sein, unabhängig davon, was die Bits darüber sind. Dies kann leicht für eine bestimmte Anzahl von Bits verallgemeinert werden (das Subtrahieren einer Zahl, deren untere Bits den Wert 1 ausdrücken, von einer Zahl, deren untere Bits den Wert 0 ausdrücken, ergibt eine Zahl, deren untere Bits alle gesetzt sind). Da dies für eine beliebige Anzahl von Bits funktioniert, kann es weiter verallgemeinert werden, um zu sagen, dass das Subtrahieren von Eins von Null eine Zahl mit einer unendlichen Anzahl von gesetzten Bits ergibt.

In der Praxis ist das Speichern einer unendlichen Anzahl von Bits nicht praktikabel. Für alle N>=1 haben jedoch alle Zahlen im Bereich -(2^N) bis (2^N)-1, jedoch alle Bits links vom N-ten Bit (nach links gezählt) den gleichen Wert wie das N-te Bit selbst und muss daher nicht gespeichert werden. Wenn Sie also 8-Bit-Zweierkomplementwerte verwenden, ist der Wert -1 nicht "wirklich" 10000000, sondern [unendlich viele Einsen]0000000, und der Wert 127 ist nicht 01111111, sondern [unendlich viele 0s]1111111. Wenn Sie die Dinge auf diese Weise betrachten, wird deutlich, wie Konvertierungen zwischen verschiedenen Größen von Werten funktionieren sollten.

Zum Beispiel würde das Konvertieren des 8-Bit-Werts in 16 Bit einfach dazu führen, dass ein Teil der unendlichen Zeichenfolge von 1s oder Nullen herauskopiert wird, während das Konvertieren eines 16-Bit-Werts im Bereich -128..127 in 8 Bit dazu führen würde, dass einige Duplikate gelöscht werden Bits. Wenn eine 16-Bit-Zahl außerhalb dieses Bereichs liegt, würde die Konvertierung in 8 Bits den Wert ergeben, der sich aus dem Herauskopieren des signifikantesten beibehaltenen Bits ergeben würde.

PS - Anwendung der Potenzsummenformel 1+2+4+8... ergibt -1. Das mag unsinnig erscheinen, passt aber perfekt zur Funktionsweise der Zweierkomplement-Mathematik. Wenn für jeden Wert von N alle unteren N Bits einer Zahl gesetzt sind, ergibt das Hinzufügen von 1 eine Zahl, deren untere N Bits alle gelöscht sind. Die einzige Zahl, für die die unteren N Bits für alle Werte von N frei sind, ist Null, und die einzige Zahl, die 0 ergibt, wenn 1 hinzugefügt wird, ist natürlich -1.