Převodník soustav: dvojkový doplněk a bitová kalkulačka

Když bastlíte kolem ESP32 nebo Arduina, dřív nebo později narazíte na to samé: máte hodnotu v hexu, datasheet ji uvádí decimálně a vy potřebujete vědět, který bit vlastně nastavujete. Otevřete kalkulačku ve Windows, přepnete do programátorského režimu, a stejně vám chybí ASCII a pořádný přehled o tom, co se děje s jednotlivými bity.

Tak jsem si postavil vlastní převodník. A za poslední dobu z něj vyrostl pořádný nástroj.

Najdete ho na hexdecbin.chiptron.cz — zdarma, bez instalace, bez reklam.

Jak to začalo

Původní verze byla jednoduchá. Čtyři pole — decimální, binární, hexadecimální a ASCII znak. Napíšete číslo do jednoho, ostatní se přepočítají. Podbarvení každé čtveřice bitů v binárce a každého druhého znaku v hexu, ať se v dlouhých číslech vyznáte.

Fungovalo to, ale bylo to málo. Chyběla podpora znaménkových čísel, neuměl to bitové operace a na mobilu se to celé rozsypalo (klasická chyba ve viewport meta tagu, kterou má půlka internetu).

Tak jsem se do toho pustil pořádně.

Co je nového

Signed / unsigned a dvojkový doplněk

Tohle je věc, která embedded lidi pravidelně mate. Bajt 0xFF je 255, nebo −1? Záleží, jestli ho čtete jako uint8_t nebo int8_t.

Převodník teď má přepínač Unsigned / Signed. V signed režimu vám u každé hodnoty ukáže zápornou interpretaci ve dvojkovém doplňku a zvýrazní MSB jako znaménkový bit. Zadáte 255 v 8 bitech → uvidíte −1. Zadáte −128 → uvidíte bitový vzor 10000000. Bit pattern zůstává stejný, mění se jen interpretace.

Volitelná šířka 8, 16, 32 a 64 bitů samozřejmostí.

Bitová kalkulačka

AND, OR, XOR, NOT a bitové posuny SHL/SHR. Operandy zadáte v jakémkoliv formátu — 255, 0xFF i binárně 11111111.

Výpočet je naskládaný pod sebou jako písemné počítání, takže bity operandu A, operandu B a výsledku jsou vizuálně zarovnané. Žádné luštění, co s čím počítáte.

Drobnost, která ale hodně pomáhá: formát výsledku se řídí operandem A. Když zadáte A jako hex, výsledek bude hex. Když binárně, dostanete binárku. Pod výsledkem máte vždy i ostatní soustavy a tlačítko, kterým hodnotu pošlete rovnou do hlavního převodníku.

Bitmask helper

Tohle je můj oblíbenec. Klikáním nastavíte jednotlivé bity v mřížce a nástroj vygeneruje masku v DEC, HEX i BIN — a hlavně hotový C/Arduino kód:

uint8_t mask = 0x81;  // (1 << 0) | (1 << 7)

// Nastavit bity:   reg |=  mask;
// Vymazat bity:    reg &= ~mask;
// Přepnout bity:   reg ^=  mask;
// Test bitů:       if (reg & mask) { ... }

Zkopírujete a vložíte do kódu. Konec ručního počítání masek na papíře. Stejně pro Python.

Prefix notace a C typy

Vedle hlavního převodníku se živě ukazuje, jak danou hodnotu zapsat v různých jazycích — 0xFF a 0b11111111 pro C/Arduino, 0o377 pro Python, assemblerové $FF a %11111111. Vše na jeden klik do schránky.

A pod tím barevné odznáčky C typů, do kterých se hodnota vejde. Zadáte 255 a hned vidíte, že se vejde do uint8_t, ale ne do int8_t (ten končí na 127). Malá věc, ale ušetří vám překvapení při přetečení.

Jak to využijete v praxi

Pár situací, kde to denně používám:

• Čtení registrů z datasheetu. Datasheet píše hodnotu hex, vy chcete vědět, které bity to zapne. Hodíte to do bitmask helperu a je jasno.
• Ladění sériové komunikace. Z monitoru vám leze 0x0D 0x0A a potřebujete vědět, že je to CR a LF. ASCII pole to ukáže okamžitě.
• Práce s GPIO maskami. Nastavujete víc pinů najednou přes registr? Naklikáte bity, zkopírujete C kód.
• Znaménková aritmetika. Senzor vrací −40 jako bajt a vy nevíte, jaký to je bit pattern. Signed režim vám to přeloží.
• Rychlé bitové operace bez otevírání Pythonu nebo kalkulačky — maska, posun, XOR kontrolního součtu.

Pár vychytávek

Nástroj umí tmavý režim (a pamatuje si vaši volbu), respektuje nastavení systému a celé to konečně funguje i na mobilu.

Výsledek jde sdílet odkazem — kliknete na „Sdílet výsledek“ a dostanete URL s předvyplněnou hodnotou. Hodí se, když řešíte něco s kolegou přes chat.

A je tam i tabulka příkladů — kliknete na řádek a hodnota se načte do převodníku. Dobré pro rychlou orientaci nebo když si chcete jen vyzkoušet, co to umí.

Závěrem

Z původního čtyřpolíčkového převodníku se stal nástroj, který mi pokrývá většinu toho, co u bastlení kolem mikrokontrolérů potřebuju. Nemusím přepínat mezi pěti taby a kalkulačkou — všechno je na jedné stránce.

Je to zdarma a bude to tak i zůstávat. Pokud vám něco chybí nebo narazíte na chybu, dejte vědět — nástroj žije a poroste dál.

Vyzkoušejte: hexdecbin.chiptron.cz