如何将LM73温度寄存器数据转换为带小数的正负温度并通过UART输出？

问题背景 #

已通过I2C读取LM73的16位温度寄存器数据到uint8_t rx_buf[2]，但当前代码仅能输出无符号整数温度，需要实现支持正负、带小数的温度UART输出。

实现思路与代码修改 #

1. 明确LM73温度数据格式 #

LM73的16位温度寄存器为有符号补码格式：

• 最高位（D15）为符号位：0表示正温度，1表示负温度
• 整个16位数值的每1单位对应1/256℃（约0.0039℃），整数部分占高8位，小数部分占低8位。

2. 原始数据转浮点温度值 #

将rx_buf的两个字节拼接为16位有符号整数，再除以256.0得到带小数的温度值：

// 拼接高、低字节为16位有符号整数
int16_t raw_temp = (int16_t)(rx_buf[0] << 8 | rx_buf[1]);
// 转换为带小数的浮点温度
float temp = raw_temp / 256.0f;

3. 格式化并输出到UART #

用snprintf（比sprintf更安全，避免缓冲区溢出）将浮点温度格式化为字符串，再通过UART发送：

char uart_buffer[20];
// 格式化温度为保留两位小数的字符串，支持正负
snprintf(uart_buffer, sizeof(uart_buffer), "%.2f°C\r\n", temp);

// 发送整个字符串，直到遇到结束符
for (int i = 0; uart_buffer[i] != '\0'; i++) {
    USART_write(uart_buffer[i]);
}

完整修改后的代码 #

void lm73_read_temp(void)
{
    uint8_t rx_buf[2];
    uint8_t rx_len = 2;

    I2C_MasterReceiveData(&I2C1Handle, rx_buf, rx_len, SLAVE_ADDR);

    // 转换原始数据为带小数的温度值
    int16_t raw_temp = (int16_t)(rx_buf[0] << 8 | rx_buf[1]);
    float temp = raw_temp / 256.0f;

    char uart_buffer[20];
    memset(uart_buffer, 0, sizeof(uart_buffer));
    // 格式化输出，可根据需求调整小数位数（如%.3f保留三位）
    snprintf(uart_buffer, sizeof(uart_buffer), "%.2f°C", temp);

    // 发送温度字符串
    for(int i = 0; uart_buffer[i] != '\0'; i++)
    {
        USART_write(uart_buffer[i]);
    }
    // 发送换行便于查看
    USART_write('\r');
    USART_write('\n');
}

关键注意事项 #

• 符号处理：int16_t会自动解析补码的符号位，负数会被正确转换为负浮点值。
• 精度选择：LM73的分辨率是0.0039℃，保留2~3位小数足以满足大部分场景需求。
• 缓冲区安全：使用snprintf时必须传入缓冲区大小，防止字符串溢出。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Mini Tamm