单片机浮点数的显示编程
经常接到读者的来信来电，谈到学习单片机编程已有一定进步，可以进行定点数的显示。但这些读者对如何进行浮点数显示却一筹未展，毫无头绪。而工业自动化控制中会牵涉到大量的浮点数运算与显示，这里笔者根据一简单的实例来详细介绍一下浮点数的C语言显示设计。更多的C语言学习内容可上www.hlelectron.com查看。
电路构成
假设显示为5位数码管，其电路见图1（作者注：使用Protel99se打开）。其中最高位数码管作符号显示，其余的4位数码管进行浮点数显示。
图1
软件设计流程
图2为主程序及定时器0中断程序的状态流程。主程序在上电时进行初始化，包括设置定时器初值及开中断等。无限循环过程中，不断调用取样子函数获取待显的浮点数，并将浮点数转为整数。浮点数转为整数的处理过程如下：
首先判断取样获取的浮点数的正、负，若小于0，则符号位标志fu_hao清0，否则置1。下来，取浮点数的绝对值。再下来，判断浮点数的大小，若浮点数大于等于0而小于10，小数点标志point置0；若浮点数大于等于10而小于100，小数点标志point置1；若浮点数大于等于100而小于1000，小数点标志point置2；若浮点数大于等于1000而小于10000，小数点标志point置3。需说明的是：由于显示数值的数码管为4位，因此假设取样获得的浮点数范围从0.000~9999。
T0定时中断程序，用于刷新浮点数的显示，它会根据小数点标志point的变化，自动点亮某位数码管的小数点。并且T0定时中断程序还会根据符号位标志fu_hao，熄灭最高位数码管或显示“-”。
图2
程序实例详解
#include<REG51.H> //51单片机头文件
#include<math.H> //调用绝对值计算库函数必需的头文件
#define uchar unsigned char //变量类型的宏定义
#define uint unsigned int
uchar code DIS_SEG7[10]={0x3f,0x06,0x5b,0x4f,0x66,
0x6d,0x7d,0x07,0x7f,0x6f}; //0~9的数码管段码
uchar code DIS_BIT[5]={0xfe,0xfd,0xfb,0xf7,0xef};//5位数码管位码
//========================
float x=-2000; //定义取样获取的浮点数（作演示时初始化为-2000）
uint disp_val; //无符号整型变量作显示缓冲
uchar point; //无符号字符型变量作小数点标志point
bit fu_hao; //位变量作符号标志fu_hao
float sampling(void); //函数声明
//************************
void delay(uint k) //定义延时子函数
{
uint data i,j;
for(i=0;i<k;i++){
for(j=0;j<60;j++)
{;}}
}
//***************************
void time0(void) interrupt 1 // T0定时中断服务程序
{ static uchar dis_cnt;
TH0=-(2000/256);
TL0=-(2000%256);
if(++dis_cnt>4)dis_cnt=0; //扫描5位数码管的计数值
switch(dis_cnt)
{
case 4: if(fu_hao==0)P0=0x40; //如果符号标志fu_hao为0，
//则最高位（万）位数码管显示“-”。
else P0=0x00; //否则熄灭最高位（万）位数码管。
P2=DIS_BIT[4];break; //选中万位数码管。
//**********************************
case 3:if(point==0)P0=DIS_SEG7[disp_val/1000]|0x80; //如果小数点
//标志point为0，则千位数码管显示且同时点亮小数点。
else P0=DIS_SEG7[disp_val/1000]; //否则仅千位数码管显示。
P2=DIS_BIT[3];break; //选中千位数码管。
//**********************************
case 2:if(point==1) P0=DIS_SEG7[(disp_val%1000)/100]|0x80; //如果小数点标志point为1，则百位数码管显示且同时点亮小数点。
else P0=DIS_SEG7[(disp_val%1000)/100]; //否则仅百位数码管 //显示。
P2=DIS_BIT[2];break; //选中百位数码管。
//**********************************
case 1:if(point==2) P0=DIS_SEG7[(disp_val%100)/10]|0x80; //如果//小数点标志point为1，则十位数码管显示且同时点亮小数点。
else P0=DIS_SEG7[(disp_val%100)/10]; //否则仅十位数码管显示。 P2=DIS_BIT[1];break; //选中十位数码管。
//**********************************
case 0:if(point==3) P0=DIS_SEG7[(disp_val%10)]; //如果小数点标志point为1，则个位数码管显示且同时点亮小数点。
else P0=DIS_SEG7[(disp_val%10)]; //否则仅个位数码管显示。
P2=DIS_BIT[0];break; //选中个位数码管。
default:break; //默认为退出
}
}
//===========================
void main(void) // 定义主函数
{ float temp; //定义浮点型局部变量
delay(500); //延时，待电源稳定
TMOD=0x01; //定时器T0方式1
TH0=-(2000/256); //2ms定时初值（晶振为12.000MHz）
TL0=-(2000%256);
ET0=1;TR0=1; //开T0中断，启动T0
EA=1; //开CPU中断
while(1) //无限循环
{
temp=sampling(); //调用取样子函数获取待显的浮点数
EA=0; //进行浮点数处理前关闭中断
//**************************
if(temp<0)fu_hao=0; //若浮点数小于0，则符号位标志fu_hao清0
else fu_hao=1; //否则符号位标志fu_hao置1。
temp=fabs(temp); //取样获取的浮点数转成绝对值。
if((temp>=0)&&(temp<10)) //若浮点数大于等于0而小于10 。
{point=0;disp_val=(int)(temp*1000);}// 小数点标志point置0。
if((temp>=10)&&(temp<100)) //若浮点数大于等于10而小于100。
{point=1;disp_val=(int)(temp*100);} //小数点标志point置1。
if((temp>=100)&&(temp<1000)) //若浮点数大于等于100而小于1000。
{point=2;disp_val=(int)(temp*10);} //小数点标志point置2。
if((temp>=1000)&&(temp<10000)) //若浮点数大于等于1000而小于10000。
{point=3;disp_val=(int)temp;} //小数点标志point置3。
//****************************
EA=1; //浮点数处理完毕后打开中断
delay(100); //延时，不是必须的
}
}
//***********************************
float sampling(void) //定义浮点数取样子函数
{
if(x<-100)x=x+10; //随便做浮点数的变化，以下同。
else if((x>=-100)&&(x<-10))x=x+1;
else if((x>=-10)&&(x<-1))x=x+0.01;
else if((x>=-1)&&(x<0))x=x+0.001;
//==============================
else if((x>=0)&&(x<1))x=x+0.001;
else if((x>=1)&&(x<10))x=x+0.01;
else if((x>=10)&&(x<100))x=x+1;
else x=x+10;
if(x>2000)x=-2000;
return x; //返回取样值。
}
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