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GukSang.Jin
@@ -657,51 +657,191 @@ namespace COFTester.Services
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}
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/// <summary>
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/// 將兩個寄存器轉換為 Float (IEEE 754 Big-Endian)
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/// Modbus 標準字節序：高字在前，每字內高字節在前
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/// 將兩個寄存器轉換為 32位浮點型 (IEEE 754)
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///
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/// Modbus 寄存器格式：
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/// - 每個寄存器 16位 (2字節)
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/// - 兩個寄存器組成 32位浮點數
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///
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/// 字節序處理（小端交換）：
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/// - PLC 發送：[Reg0_High, Reg0_Low, Reg1_High, Reg1_Low]
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/// - 小端系統需要：[Reg1_Low, Reg1_High, Reg0_Low, Reg0_High]
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///
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/// 生產環境驗證：確保與 PLC 浮點數格式完全匹配
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/// </summary>
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protected float ConvertRegistersToFloat(ushort[] registers, int startIndex = 0)
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/// <param name="registers">Modbus 寄存器數組</param>
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/// <param name="startIndex">起始索引（默認0）</param>
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/// <returns>32位浮點數</returns>
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public enum FloatByteOrder
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{
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ABCD, // 标准Modbus: 寄存器0=高16位，寄存器1=低16位，大端序
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CDAB, // 反转Modbus: 寄存器0=低16位，寄存器1=高16位，大端序
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BADC, // 小端序格式（较少见）
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DCBA // 完全反转（最少见）
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}
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protected float ConvertRegistersToFloat(ushort[] registers, int startIndex = 0,
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FloatByteOrder byteOrder = FloatByteOrder.BADC)
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{
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// 参数校验
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if (registers == null)
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throw new ArgumentNullException(nameof(registers), "寄存器数组不能为空");
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if (registers.Length < startIndex + 2)
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throw new ArgumentException("寄存器數組長度不足");
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throw new ArgumentException($"寄存器数组长度不足：需要至少 {startIndex + 2} 个，实际 {registers.Length} 个");
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ushort highReg = registers[startIndex];
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ushort lowReg = registers[startIndex + 1];
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// 读取寄存器值
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ushort reg0 = registers[startIndex];
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ushort reg1 = registers[startIndex + 1];
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byte[] floatBytes = new byte[4];
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// 高寄存器→高2字節，低寄存器→低2字節
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floatBytes[0] = (byte)(highReg >> 8);
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floatBytes[1] = (byte)highReg;
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floatBytes[2] = (byte)(lowReg >> 8);
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floatBytes[3] = (byte)lowReg;
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// 创建字节数组
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Span<byte> floatBytes = stackalloc byte[4]; // 使用 Span 提升性能并减少堆分配
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// 處理小端序系統
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if (BitConverter.IsLittleEndian)
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// 根据字节序填充字节数组
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switch (byteOrder)
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{
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Array.Reverse(floatBytes);
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case FloatByteOrder.ABCD: // 标准Modbus大端序
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floatBytes[0] = (byte)(reg0 >> 8); // A
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floatBytes[1] = (byte)(reg0 & 0xFF); // B
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||||
floatBytes[2] = (byte)(reg1 >> 8); // C
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||||
floatBytes[3] = (byte)(reg1 & 0xFF); // D
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break;
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case FloatByteOrder.CDAB: // 反转Modbus
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||||
floatBytes[0] = (byte)(reg1 & 0xFF); // D
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||||
floatBytes[1] = (byte)(reg1 >> 8); // C
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||||
floatBytes[2] = (byte)(reg0 & 0xFF); // B
|
||||
floatBytes[3] = (byte)(reg0 >> 8); // A
|
||||
break;
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||||
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||||
case FloatByteOrder.BADC: // 小端序格式
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||||
floatBytes[0] = (byte)(reg0 & 0xFF); // B
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||||
floatBytes[1] = (byte)(reg0 >> 8); // A
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||||
floatBytes[2] = (byte)(reg1 & 0xFF); // D
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||||
floatBytes[3] = (byte)(reg1 >> 8); // C
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||||
break;
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||||
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||||
case FloatByteOrder.DCBA: // 完全反转
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||||
floatBytes[0] = (byte)(reg1 >> 8); // C
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||||
floatBytes[1] = (byte)(reg1 & 0xFF); // D
|
||||
floatBytes[2] = (byte)(reg0 >> 8); // A
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||||
floatBytes[3] = (byte)(reg0 & 0xFF); // B
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||||
break;
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default:
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||||
throw new InvalidOperationException($"未知的字节顺序：{byteOrder}");
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}
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||||
return BitConverter.ToSingle(floatBytes, 0);
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||||
// 转换为浮点数
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float result = BitConverter.ToSingle(floatBytes.ToArray(), 0);
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// 调试信息
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System.Diagnostics.Debug.WriteLine(
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||||
$"[Modbus] Float转换: Order={byteOrder}, " +
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$"Reg0=0x{reg0:X4}, Reg1=0x{reg1:X4}, " +
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||||
$"Result={result:G9}"
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||||
);
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||||
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||||
return result;
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||||
}
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||||
/// <summary>
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||||
/// 將 Float 轉換為兩個寄存器 (IEEE 754 Big-Endian)
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/// 將 32位浮點型轉換為兩個寄存器 (IEEE 754)
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///
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||||
/// 與 ConvertRegistersToFloat 保持對稱的字節順序處理
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/// 默認使用 CDAB 字節序（與讀取方法一致）
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///
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/// 字節序處理：
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/// - 小端系統：BitConverter.GetBytes 產生 [Byte0(LSB), Byte1, Byte2, Byte3(MSB)]
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/// - CDAB 格式：Reg0=低16位(CD)，Reg1=高16位(AB)
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/// - 映射關係：Byte0,Byte1→Reg0, Byte2,Byte3→Reg1
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///
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||||
/// 生產環境驗證：確保與 PLC 浮點數格式完全匹配
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/// </summary>
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protected ushort[] ConvertFloatToRegisters(float value)
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/// <param name="value">32位浮點數</param>
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/// <param name="byteOrder">字節序（默認 CDAB，與讀取方法一致）</param>
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/// <returns>兩個 Modbus 寄存器</returns>
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protected ushort[] ConvertFloatToRegisters(float value, FloatByteOrder byteOrder = FloatByteOrder.CDAB)
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{
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// 將浮點數轉換為字節數組
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byte[] bytes = BitConverter.GetBytes(value);
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// 處理小端序系統：先轉為大端序
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// 參數驗證
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if (bytes == null || bytes.Length != 4)
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throw new InvalidOperationException(
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$"浮點數字節長度異常：期望 4，實際 {bytes?.Length ?? 0}");
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// 分配寄存器數組
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ushort[] registers = new ushort[2];
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||||
// BitConverter.GetBytes 在小端系統上產生: [Byte0(LSB), Byte1, Byte2, Byte3(MSB)]
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||||
// 需要根據目標字節序重新組裝
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if (BitConverter.IsLittleEndian)
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{
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||||
Array.Reverse(bytes);
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switch (byteOrder)
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{
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||||
case FloatByteOrder.ABCD:
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// 标准Modbus大端序: Reg0=高16位(AB)，Reg1=低16位(CD)
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||||
// 小端字节: [D,C,B,A] → Reg0=AB, Reg1=CD
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||||
registers[0] = (ushort)((bytes[3] << 8) | bytes[2]); // A,B
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||||
registers[1] = (ushort)((bytes[1] << 8) | bytes[0]); // C,D
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||||
break;
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||||
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||||
case FloatByteOrder.CDAB:
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||||
// 字交换: Reg0=低16位(CD)，Reg1=高16位(AB)
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||||
// 小端字节: [D,C,B,A] → Reg0=CD, Reg1=AB
|
||||
registers[0] = (ushort)((bytes[1] << 8) | bytes[0]); // C,D
|
||||
registers[1] = (ushort)((bytes[3] << 8) | bytes[2]); // A,B
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||||
break;
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||||
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||||
case FloatByteOrder.BADC:
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||||
// 字节交换: Reg0=BA，Reg1=DC
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||||
// 小端字节: [D,C,B,A] → Reg0=BA, Reg1=DC
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||||
registers[0] = (ushort)((bytes[2] << 8) | bytes[3]); // B,A
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||||
registers[1] = (ushort)((bytes[0] << 8) | bytes[1]); // D,C
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||||
break;
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||||
case FloatByteOrder.DCBA:
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// 完全反转: Reg0=DC，Reg1=BA
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||||
// 小端字节: [D,C,B,A] → Reg0=DC, Reg1=BA
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||||
registers[0] = (ushort)((bytes[0] << 8) | bytes[1]); // D,C
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||||
registers[1] = (ushort)((bytes[2] << 8) | bytes[3]); // B,A
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||||
break;
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||||
}
|
||||
}
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||||
else
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{
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// 大端系统（罕见）
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switch (byteOrder)
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{
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case FloatByteOrder.ABCD:
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registers[0] = (ushort)((bytes[0] << 8) | bytes[1]);
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||||
registers[1] = (ushort)((bytes[2] << 8) | bytes[3]);
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||||
break;
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||||
|
||||
case FloatByteOrder.CDAB:
|
||||
registers[0] = (ushort)((bytes[2] << 8) | bytes[3]);
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||||
registers[1] = (ushort)((bytes[0] << 8) | bytes[1]);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case FloatByteOrder.BADC:
|
||||
registers[0] = (ushort)((bytes[1] << 8) | bytes[0]);
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||||
registers[1] = (ushort)((bytes[3] << 8) | bytes[2]);
|
||||
break;
|
||||
|
||||
case FloatByteOrder.DCBA:
|
||||
registers[0] = (ushort)((bytes[3] << 8) | bytes[2]);
|
||||
registers[1] = (ushort)((bytes[1] << 8) | bytes[0]);
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||||
break;
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||||
}
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||||
}
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||||
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||||
ushort[] registers = new ushort[2];
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||||
// Big-Endian 字序：高字在前
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registers[0] = (ushort)((bytes[0] << 8) | bytes[1]);
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||||
registers[1] = (ushort)((bytes[2] << 8) | bytes[3]);
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||||
// 調試輸出（生產環境可保留用於故障排查）
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System.Diagnostics.Debug.WriteLine(
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$"[Modbus] Float寫入: Float={value:F3} " +
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$"→ Bytes=[{bytes[0]:X2},{bytes[1]:X2},{bytes[2]:X2},{bytes[3]:X2}] " +
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$"→ Reg[0]=0x{registers[0]:X4}, Reg[1]=0x{registers[1]:X4} (字節序:{byteOrder})"
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);
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return registers;
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}
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Reference in New Issue
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