在单片机中，定点数和浮点数运算是非常常见的数值运算方式。本文将详细介绍定点数和浮点数的定义、运算规则以及它们在单片机中的应用。
定点数
定点数是指小数点位置固定的数值表示方法。它可以分为定点小数和定点整数两种类型。
定点小数
定点小数是指小数点固定在某个位置之后的数值表示方法。它的表示方式可以看做是一个带有小数位的整数。
例如，定点小数1.25可以表示为整数125，小数点位置在后面两位，表示方式为定点数。
在单片机中，定点小数的运算通常是通过将操作数转化为整数进行，然后再进行相应的加减乘除运算。
定点整数
定点整数是指小数点位置在最左边的数值表示方法。它的表示方式可以看做是一个整数。
例如，定点整数12可以直接表示为整数12，小数点位置在最左边，表示方式为定点数。
在单片机中，定点整数的运算和普通整数运算类似，可以直接进行加减乘除运算。
浮点数
浮点数是指小数点位置可以浮动的数值表示方法。它可以表示的范围非常广泛，也可以表示非常精确的小数。
在单片机中，浮点数通常使用IEEE 754标准进行表示和计算。这种表示方法将浮点数划分为符号位、指数位和尾数位。
符号位
符号位表示浮点数的正负性，0表示正数，1表示负数。
指数位
指数位表示浮点数的指数部分，用于调整浮点数的大小。指数位可以是正数、负数或零，其范围决定了浮点数可以表示的范围。
尾数位
尾数位表示浮点数的小数部分，用于表示浮点数的精度。尾数位的长度决定了浮点数可以表示的精度。
在单片机中，浮点数运算通常需要特殊的浮点数运算器，或者使用软件模拟的方式进行计算。
数值运算
在单片机中，定点数和浮点数可以进行常见的加减乘除等数值运算。
加法和减法
加法和减法运算在定点数和浮点数中是相似的。只需将操作数根据小数点位置进行对齐，然后进行相应的加减运算即可。
乘法和除法
乘法和除法运算在定点数和浮点数中有一些差别。
在定点数中，乘法和除法运算通常是通过将操作数转化为整数进行，然后再将结果转化为对应的小数点位置。
在浮点数中，乘法和除法运算通常是通过将操作数的指数部分进行相应的加减运算，然后将尾数部分进行相应的乘法和除法运算，最后将结果进行规格化。
应用举例
在单片机开发中，定点数和浮点数运算是非常常见的。常见的应用场景包括：
- 温度传感器的温度计算
- 舵机控制中的角度计算
- PID控制中的控制算法
以上只是一些例子，实际上，在单片机中，数值运算几乎无处不在。
结语
定点数和浮点数是单片机中常见的数值表示和运算方式。本文对定点数和浮点数进行了详细的介绍，并给出了一些在单片机中的常见应用举例。希望本文能对读者理解和应用定点数和浮点数运算有所帮助。
参考资料：
本文来自极简博客，作者：指尖流年，转载请注明原文链接：单片机中的定点数和浮点数运算详解
