如何将两个寄存器中的 2 的补码值读入一个 int

Question

我试图从 STC3100 电池监视器 IC 读取值，但我得到的值不正确。数据表说的是：

The temperature value is coded in 2’s complement format, and the LSB value is 0.125° C.

REG_TEMPERATURE_LOW, address 10, temperature value, bits 0-7
REG_TEMPERATURE_HIGH, address 11, temperature value, bits 8-15

这是数据表：http : //www.st.com/internet/com/TECHNICAL_RESOURCES/TECHNICAL_LITERATURE/DATASHEET/CD00219947.pdf

我的代码中有什么：

__u8 regaddr = 0x0a; /* Device register to access */
__s32 res_l, res_h;

int temp_value;
float temperature;

res_l = i2c_smbus_read_word_data(myfile, regaddr);
regaddr++;
res_h = i2c_smbus_read_word_data(myfile, regaddr);
if (res_l < 0) {
  /* ERROR HANDLING: i2c transaction failed */
} else {
  temp_value = (res_h << 8)+res_l;
  temperature = (float)temp_value * 0.125;
  printf("Temperature: %4.2f C\n", temperature);
}

我究竟做错了什么？这不是我应该如何将 2 的补码值复制到 int 中吗？

Answer 1

i2c_smbus_read_word_data()将从设备上的指定寄存器开始读取 16 位，因此一个i2c_smbus_read_word_data()将读取您感兴趣的两个寄存器，使用单个 i2c 事务。

i2c_smbus_read_word_data()返回从设备读取的 16 位作为无符号数量 - 如果出现错误，则返回i2c_smbus_read_word_data()值为负。您应该能够像这样读取温度传感器：

__u8 regaddr = 0x0a; /* Device register to access */
__s32 res;

int temp_value;
float temperature;

res = i2c_smbus_read_word_data(myfile, regaddr);

if (res < 0) {
  /* ERROR HANDLING: i2c transaction failed */
} else {
  temp_value = (__s16) res;
  temperature = (float)temp_value * 0.125;
  printf("Temperature: %4.2f C\n", temperature);
}

要解决评论中的问题：

i2c_smbus_read_word_data()如果没有错误，该函数将从 i2c 总线获得的 16 位数据作为无符号的 16 位值返回。16 位无符号值可以很容易地用函数返回的 32 位 int 表示，因此根据定义，16 位数据不能为负。res当且仅当出现错误时才会为负数。

解读16位值作为（可能为负）补值由处理(__s16)的铸造res。这将获取其中的值res并将其转换为有符号的 16 位int表示。严格来说，它是关于此强制转换将如何处理负数的实现定义的。我相信在 Linux 实现中，这将始终简单地将 的低 16 位res视为二进制补码数。

如果您担心强制转换的实现定义方面(__s16)，您可以通过使用算术而不是 caf 的答案中的强制转换来避免它：

temp_value = (res > 0x7fff) ? res - (0xffff + 1) : res;

即使您碰巧在一个补码机器上运行（Linux 甚至支持在这样的机器上运行？），哪个将执行正确的转换为负值。

另请注意，上面发布的代码假设您在小端机器上运行 - 在将数据转换为负值之前，您需要在大端机器上适当交换字节，但是以下应该可以解决问题目标 CPU 表示整数值（大/小，一或二）：

__u16 data = __le16_to_cpu( (__u16) res);

// convert negative two's complement values to native negative value:
int temp_value = (data > 0x7fff) ? data - (0xffff + 1) : data;