AD补码数据和位段结构体

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http://blog.sina.com.cn/s/blog_4513dde60100o6qn.html

这是调电路时遇到的问题。由12位AD传来的数据放入字长为32b的存储器里。其中存储器的数据线中低12b与AD相连，其余接地。AD数据使用12位补码表示。于是字长为32b的存储器里每个字存放的数据是由低12b的AD数据和高20b的0组成。如果再利用运行于CPU上的C程序对这些存储器中的数据进行处理，则无法直接使用。

例如，AD传送了数据-2，用12b的补码表示就是0xffe，但是在C程序中如果直接用32b的int类型来操作，就成了0xffe == 4094，两者相去甚远。只有进行一些附加的操作，比如，判断数据的11b（最低位为0b）是否等于1，若是，则将数据的高20b置1，写成代码就是：

if ((x & 0x800) != 0) x |= 0xfffff000;

我想，在C的层面上是否有更简便而灵活的操作方法。假如说我们的AD换成了4b，6b，8b，14b，16b，18b，20b等等（好像AD没有这么多类），那么上面代码中的0x800和0xfffff000就要换成相应的数值才行，虽然不很麻烦，但也有点麻烦。

那天看以前写的程序，发现位段结构体中位域都使用unsigned修饰的。我想，位域大概也可以用signed修饰吧！好像从来没有这样做过。如果能行，我们是不是找到了一种应对AD有符号补码数据的灵活方法呢？于是写了一段代码验证想法，如下：

// bitstruct.cpp : 定义控制台应用程序的入口点。

//



#include "stdafx.h"

#include<stdlib.h>

typedef unsigned int UINT;

#define INTBITS(WIDTH) \

typedef struct \

{ \

signed ad : WIDTH; \

unsigned unused : 32 - WIDTH; \

} INT##WIDTH

int _tmain(int argc, _TCHAR* argv[])

{

UINT x;

INTBITS(12); // Now struct INT12 is available

INTBITS(14);
// Now struct INT14 is available

x = 0x00000ffe;

printf(

"x == 0x%x\n"

"12 bits signed number of x == %d\n",

x,

(reinterpret_cast<INT12*>(&x))->ad

);

x = 0x00003ffe;

printf(

"x == 0x%x\n"

"14 bits signed number of x == %d\n",

x,

(reinterpret_cast<INT14*>(&x))->ad

);

system("pause");

return 0;

}





程序的结果表明，这种方法的确运行正确。

程序的关键在于宏INTBITS，它有一个参数WIDTH，用来表示AD的位数，可以代入12，14这样的整数，不过千万不要代入12+2这样的表达式。代入不同的整数，INTBITS会定义不同的结构体，INTBITS(12)会定义名为INT12的结构体，它的位域ad代表12b的有符号补码形式整数，INTBITS(14)会定义名为INT14的结构体，它的位域ad代表14b有符号补码形式整数，其余依次类推，只要AD数据不超过32b，直接使用ad域就行。

2009年10月26日补充：在《AD补码数据和位段结构体（续）》中，使用template而不是Macro来实现代码中的位段结构体。