重新审视大端和小端

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#byte #float #存储 #汇编 #linux

以前汇编课上讲过，但是我发现还不够。。。下面全面介绍了大端和小端。

 

大端和小端的历史：

一般吃鸡蛋都是打破鸡蛋大的一端再吃，但是有一次，一个国家的国王打鸡蛋时把手指弄破了，后来，他下令：以后打鸡蛋都从小端开始打。

为了讽刺这件事，就有了大端和小端的概念。

 

如果一个对象跨越多字节连续存储，则最小的地址就是对象的地址。

比如一个int，在32位和64位机器中都是4字节，如果对象地址为0x100,则整个int占据0x100,0x101,0x102,0x103.

我们都知道&符号，假如int x;  &x就为x的地址，即0x100.

[31,30,29,.....1,0]为有效位数，最高有效位为31，最低有效位为0。

小端法：最低有效位存在最前面。

                 0x100                                       0x101

---------------------------------------------------------------------------------------------------

|  7，6，5，4，3，2，1，0  |  15，14，13，12，11，10，9，8  | ....

----------------------------------------------------------------------------------------------------

大端法：最高有效位存在最前面。

      0x100                                       0x101

---------------------------------------------------------------------------------------------------

|  31,30,29,28,27,26,25,24| 23，22，21，20，19，18，17，16| ....

----------------------------------------------------------------------------------------------------

这两张图的对比就很明显的看出区别，就比如int x=2; 转换为16进制为0x00 00 00 02;

小端的存放顺序为:

     0x100         0x101        0x102       0x103

----------------------------------------------------

|     02      |       00      |      00      |      00      |

----------------------------------------------------

上面已经说过&x取得的是0x100，一般情况下程序员是看不出字节顺序的区别的。

在linux32中，结果为小端存储。

以下是检测大端小端的代码，

记住*****：我们要检测大端小端，必须要把他转化为unsigned char * ch才可以。因为这个ch[i]是一个字节。

 

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

int x=0x12345678;

unsigned char *val=(unsigned char *)&x;   //x的地址。

val[0] 为val的地址只指向的字节。

 

 

 

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存储{帧ID: [上次时间戳, 当前周期]} self.last_frame_time = {} # 存储每个ID的最后出现时间 self.data_updated_ids = set() # 存储数据变化的CAN ID self.new_added_ids = set() # 存储新增的CAN ID self.last_data_dict = {} # 存储每个CAN ID的上一次数据 self.changed_bytes_dict = {} # 存储每个CAN ID的变化字节索引 self.last_pgn_data_dict = {} # 存储每个PGN ID的上一次数据 self.changed_pgn_bytes_dict = {} # 存储每个PGN ID的变化字节索引 self.state = 0 self.current_frame = bytearray() self.expected_length = 0 self.raw_data_queue = queue.Queue(maxsize=10000) self.data_lock = threading.Lock() self.worker_threads = [] self.allowed_pgn_ids = {0xFEF1, 0xF004, 0xFEC1, 0xFEE5, 0xFEEE, 0xFE56, 0xFEF2, 0xF005} self.filter_cycles = [] # 添加这一行用于存储过滤周期 time.sleep(0.2) if not self.ser.isOpen(): print(“串口打开失败！”) def close(self): # 关闭串口连接 if self.ser.isOpen(): self.ser.close() def send(self, data): # 发送数据 if self.ser.isOpen(): try: self.ser.write(data.encode(‘utf-8’)) except serial.SerialException as e: print(f"发送数据失败: {e}“) def recv(self, chunk_size=1024): if self.ser.isOpen(): # 每次最多读取1024字节 data = self.ser.read(min(self.ser.inWaiting(), chunk_size)) if data: self.last_data_time = time.time() return data return None def del(self): self.close() def SerialIsOpen(self): if self.ser.isOpen(): return 1 else: return 0 def start_reading(self): self.recv_thread = threading.Thread(target=self._recv_worker, daemon=True) self.parse_thread = threading.Thread(target=self._parse_worker, daemon=True) self.recv_thread.start() self.parse_thread.start() self.worker_threads = [self.recv_thread, self.parse_thread] def _recv_worker(self): while self.ser.isOpen(): data = self.recv(chunk_size=4096) # 每次最多读4KB if data: self.raw_data_queue.put(data) # else: # time.sleep(0.001) def _parse_worker(self): while True: try: data = self.raw_data_queue.get(timeout=0.1) print(“十六进制数据:”, data.hex()) for byte in data: self.process_byte(byte) except queue.Empty: continue def process_byte(self, byte): “”” 使用状态机逐字节解析帧结构。 “”" if self.state == 0: # 等待帧头 FF if byte == 0xFF: self.current_frame.append(byte) self.state = 1 else: # 如果不是帧头，忽略该字节 pass elif self.state == 1: # 等待帧头 55 if byte == 0x55: self.current_frame.append(byte) self.state = 2 else: # 如果第二字节不是55，重置 self.reset_state() elif self.state == 2: # 接收总长度低位 (第2字节) self.current_frame.append(byte) self.state = 3 elif self.state == 3: # 接收总长度高位 (第3字节) self.current_frame.append(byte) # 计算总长度（从第2字节开始） length_high = self.current_frame[2] length_low = byte self.expected_length = (length_high << 8) | length_low self.state = 4 elif self.state == 4: # 接收类型字段 (第4字节) self.current_frame.append(byte) self.state = 5 elif self.state == 5: # 接收保留字段 (第5字节) self.current_frame.append(byte) self.state = 6 elif self.state == 6: # 接收 CAN 通道类型 (第6字节) self.current_frame.append(byte) self.state = 7 elif self.state == 7: # 接收 CAN 报文个数 N (第7字节) self.current_frame.append(byte) self.num_messages = byte self.state = 8 self.messages_received = 0 elif self.state == 8: #接收can报文 self.current_frame.append(byte) self.messages_received += 1 if self.messages_received == self.num_messages * 12: self.state = 9 elif self.state == 9: # 接收校验位 self.current_frame.append(byte) self.state = 10 elif self.state == 10: # 完整帧已接收，验证校验和 if self.verify_checksum(): print(“完整帧数据:”, self.current_frame.hex()) self.Frame_analoy_process(bytes(self.current_frame)) else: print(“校验失败，丢弃当前帧”) self.reset_state() def verify_checksum(self): “”" 验证校验和：从第2字节到倒数第二个字节之和 & 0xFF “”" data_to_check = self.current_frame[2:-1] # 从第2字节到最后一个校验位之前 checksum = sum(data_to_check) & 0xFF return checksum == self.current_frame[-1] def reset_state(self): “”" 重置状态机 “”" self.state = 0 self.current_frame = bytearray() self.expected_length = 0 self.messages_received = 0 def set_filter_cycles(self, cycles): self.filter_cycles = cycles.copy() if cycles else [] #报文解析 def Frame_analoy_process(self, Framedata): # 检查帧类型 (0x0C 0x98) if len(Framedata) < 8 or Framedata[4] != 0x0C or Framedata[5] != 0x98: return try: FrameNum = int(Framedata[7]) except IndexError: return # 检查是否有足够数据 if len(Framedata) < 12 * FrameNum + 8: return current_time = time.time() # 获取当前精确时间戳 for index in range(0,FrameNum): # 时间戳 Cantime = datetime.now().strftime(“%Y-%m-%d %H:%M:%S.%f”)[:-3] try: id_bytes = [ Framedata[12 * index + 11], # LSB Framedata[12 * index + 10], Framedata[12 * index + 9], Framedata[12 * index + 8] # MSB ] except IndexError: continue # 格式化为8位大写十六进制 CanID = ‘’.join(format(b, ‘02X’) for b in id_bytes) # 提取ID字节 CanFramType = “Cycle” Len = 8 CanDataSpace = ‘’ PGNdata = ‘’ PGNID = int(Framedata[12 * index + 9] ) + int(Framedata[12 * index + 10]* 0x100) PGNSignl = self.Frame_analoy_PGN_Signal(PGNID,Framedata[12 * index + 12:]) # 提取数据部分 PGNdata = ‘’.join( format(Framedata[12 * index + 12 + posindex], ‘02X’) for posindex in range(8) ).upper() try: CanDataSpace = ’ ‘.join( format(Framedata[12 * index + 12 + posindex], ‘02X’) for posindex in range(8) ) except IndexError: continue current_data = CanDataSpace.split() if CanID in self.last_data_dict: last_data = self.last_data_dict[CanID].split() changed_indices = [] for i in range(min(len(last_data), len(current_data))): if last_data[i] != current_data[i]: changed_indices.append(i) self.changed_bytes_dict[CanID] = changed_indices else: self.changed_bytes_dict[CanID] = [] # 新ID无变化 self.last_data_dict[CanID] = CanDataSpace CanItemData = [Cantime, CanID, CanFramType, Len, CanDataSpace] # print(CanDataSpace) # ✅ 只有在白名单内的PGNID才处理PGN信号 # 获取当前PGN数据 current_pgn_data = PGNdata # 使用上面生成的两位格式数据 # 检查数据变化 if PGNID in self.last_pgn_data_dict: last_data = self.last_pgn_data_dict[PGNID] changed_indices = [] for i in range(min(len(last_data), len(current_pgn_data) // 2)): start_idx = i * 2 end_idx = start_idx + 2 if last_data[start_idx:end_idx] != current_pgn_data[start_idx:end_idx]: changed_indices.append(i) self.changed_pgn_bytes_dict[PGNID] = changed_indices else: self.changed_pgn_bytes_dict[PGNID] = [] # 新PGN ID无变化 self.last_pgn_data_dict[PGNID] = current_pgn_data if PGNID in self.allowed_pgn_ids: PGNSignl = self.Frame_analoy_PGN_Signal(PGNID, Framedata[12 * index + 12:]) SignalItemData = [hex(PGNID)[2:].upper(), CanID, PGNdata, PGNSignl] if all(not sublist for sublist in CanPGNItemList) or CanPGNItemList[0][0] == 0: if len(CanPGNItemList): CanPGNItemList.pop(0) CanPGNItemList.insert(0, SignalItemData) else: Listpos = self.find_in_2d_list(CanPGNItemList, CanID) if Listpos is not None: CanPGNItemList[Listpos[0]] = SignalItemData else: CanPGNItemList.append(SignalItemData) if CanID in self.last_frame_time: last_time = self.last_frame_time[CanID] cycle = (current_time - last_time) * 1000 # 转换为毫秒 if cycle > 40: if cycle<self.cycle_dict[CanID] : self.cycle_dict[CanID] = cycle/2 elif self.cycle_dict[CanID] == 0 : self.cycle_dict[CanID] = cycle/2 else: self.cycle_dict[CanID] = 0 # 首次出现，周期设为0 if “18F00F52” in self.cycle_dict: print(self.cycle_dict[“18F00F52”]) self.last_frame_time[CanID] = current_time # 更新列表 filtered_cycles = getattr(self, ‘filter_cycles’, []) is_filtered = False if filtered_cycles: for filter_cycle in filtered_cycles: tolerance = filter_cycle * 0.15 # 允许±15%的容差 if abs(self.cycle_dict[CanID] - filter_cycle) <= tolerance: is_filtered = True break # 根据过滤状态更新相应的列表 if is_filtered: # 更新到filteredCanOBDItemList Listpos = self.find_in_2d_list(filteredCanOBDItemList, CanID) if Listpos is not None: filteredCanOBDItemList[Listpos[0]] = CanItemData self.data_updated_ids.add(CanID) else: filteredCanOBDItemList.append(CanItemData) self.new_added_ids.add(CanID) else: # 更新到CanOBDItemList Listpos = self.find_in_2d_list(CanOBDItemList, CanID) if Listpos is not None: CanOBDItemList[Listpos[0]] = CanItemData self.data_updated_ids.add(CanID) else: CanOBDItemList.append(CanItemData) self.new_added_ids.add(CanID) # self.last_data_time = time.time() # 解析到有效帧时更新时间 def find_in_2d_list(self,matrix, target): for i, row in enumerate(matrix): if any(x == target for x in row): return (i, row.index(target)) # 使用row.index()找到具体列的索引 return None def Frame_analoy_PGN_Signal(self, PGNID, Framedata): # 确保数据是整数列表（0-255） if not all(isinstance(x, int) for x in Framedata): Framedata = [int(x) for x in Framedata] # 根据J1939规范解析 if PGNID == 0xFEF1: # 车速 (CCVS1) # 位置2-3 (索引1-2)，大端序，单位1/256 km/h raw_val = (Framedata[1] << 8) | Framedata[2] return raw_val / 256.0 elif PGNID == 0xFE6C: # 车速 (TCO1) - 新增 # 位置7-8 (索引6-7)，大端序，单位1/256 km/h raw_val = (Framedata[6] << 8) | Framedata[7] return raw_val / 256.0 elif PGNID == 0xF004: # 发动机转速+负载 # 负载：位置3 (索引2)，单位1% engine_load = Framedata[2] & 0x7F # 取7位 # 转速：位置4-5 (索引3-4)，大端序，单位0.125 RPM raw_rpm = (Framedata[3] << 8) | Framedata[4] rpm = raw_rpm * 0.125 return f’{engine_load}|{rpm}’ elif PGNID == 0xFEC1: # 里程表 (VDHR) # 位置1-4 (索引0-3)，大端序，单位0.125米 raw_val = int(Framedata[3] * 0x1000000) + int(Framedata[2] * 0x10000) + int(Framedata[1] * 0x100) + int(Framedata[0]) return raw_val * 0.125 # 转换为米 elif PGNID == 0xFEE5: # 发动机小时数 # 位置1-4 (索引0-3)，大端序，单位0.05小时 raw_val = (Framedata[0] << 24) | (Framedata[1] << 16) | (Framedata[2] << 8) | Framedata[3] return raw_val * 0.05 elif PGNID == 0xFEF2: # 平均油耗 # 位置1-2 (索引0-1)，大端序，单位0.05 L/h raw_val = (Framedata[0] << 8) | Framedata[1] return raw_val * 0.05 elif PGNID == 0xFEEE: # 冷却液温度 # 位置1 (索引0)，单位1°C，偏移-40 return Framedata[0] - 40 elif PGNID == 0xFE56: # 燃油液位 # 位置1 (索引0)，单位0.4% return Framedata[0] * 0.4 elif PGNID == 0xF005: # 档位 # 位置4 (索引3)，直接返回值 return Framedata[3] return None # def start_reading(self): # self.read_thread = threading.Thread(target=self.Com_read_frame, daemon=True) # self.read_thread.start() 这是这段程序的部分print输出：十六进制数据: ff 十六进制数据: 55 十六进制数据: 1000 十六进制数据: 0c 十六进制数据: 98 十六进制数据: 00 十六进制数据: 01 十六进制数据: 0b 十六进制数据: 00 十六进制数据: 00 十六进制数据: 0c 十六进制数据: fc 十六进制数据: ff 十六进制数据: fa 十六进制数据: fa 十六进制数据: ff 十六进制数据: ff 十六进制数据: ff 十六进制数据: 26 十六进制数据: de 十六进制数据: ff 完整帧数据: ff5510000c9800010b00000cfcfffafaffffff26de 十六进制数据: 5510000c 十六进制数据: 98 十六进制数据: 00010b 十六进制数据: 00000c 十六进制数据: fcff 十六进制数据: fafa 十六进制数据: ff 十六进制数据: ffff 十六进制数据: 37ef 十六进制数据: ff 十六进制数据: 55 十六进制数据: 1000 十六进制数据: 0c 十六进制数据: 98 十六进制数据: 00 十六进制数据: 010b 十六进制数据: 00 十六进制数据: 00 十六进制数据: 0c 十六进制数据: fc 十六进制数据: ff 十六进制数据: fa 十六进制数据: fa 十六进制数据: ff 十六进制数据: ff 十六进制数据: ff30 十六进制数据: e8 十六进制数据: ff 完整帧数据: ff5510000c9800010b00000cfcfffafaffffff30e8 在十六进制数据中，FF 55是帧头可以看到发送了3帧的数据，但是完整帧数据显示只接收了2帧，找到其中的问题并解决
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stm32c8t6使用usart1和激光测距模块通信，接受的数据格式为AC CA 05 00 06 2E 66 01 DC CD，帧头AC CA，数据长度05，有效数据为00 06 2E 66,校验位01，帧尾DC CD，检验位：数据大于等于01的数据有效，00的数据无效，换算的测试数据为405.094mm，用标准库写出代码，在主函数中计算出距离值。
最新发布
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以知5A 00 0B 00 14 02 0F 02 01 02 14 01 00 FF 51 86和5A 00 0B 00 14 02 0F 02 01 02 14 0D 00 FF 24 E7 ，请问5A 00 0B 00 14 02 0F 02 01 02 14 06 00 FF 后面二位校验码是多少
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