单片机原理与实践 c语言版 高卫东 第一章 单片机基础2ppt课件

单片机与接口技术,任课教师：郑旭丹,第一章 单片机基础,1.3.1 进位计数制(进位制) 基本概念 （1）数码：数制中表示基本数值大小的不同数字符号。 例如，十进制有10个数码：0、1、2、3、4、5、 6、7、8、9 （2）基数：数制所使用数码的个数。 例如，二进制的基数为2；十进制的基数为10。 （3）数位：指数码在一个数中的位置。 （4）位权：每一个数位上的数码所表示数值的大小。 例如，十进制的123，1的位权是100，2的位权是10，3的位权是1 。,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,1.3.1 计算机中常用的几种计数制 1. 十进制 特点： （1）有10个基本数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、 9 （2）加法运算中，逢10进1，减法运算中，借1当10。 一个十进制数P，可以简计为(P)10或PD，也可省略为P。 如：(10086)10 、10086D 或10086,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,1.3.1 计算机中常用的几种计数制 2. 二进制 特点： （1）只有两个数码0和1 （2）加法运算中，逢2进1；减法运算中，借1当2。 一个二进制数P，可以简计为(P)2或PB。 如：(101011)2 、101011B,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,1.3.1 计算机中常用的几种计数制 3、十六进制 十六进制有16个数码：0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、 A、B、C、D、E、F； 进位基数为16；一个十六进制数P，可以简计为(P)16或PH。 如： (FFFF)16 、0A9DH 加法运算为“逢十六进一”；减法运算为“借一为十六”。 其中：A10、B11、C12、D13、E14、F15,第一章 单片机基础,20 = 1； 21 = 2； 22 = 4； 23 = 8； 24 = 16； 25 = 32； 26 = 64；,27 = 128； 28 = 256； 29 = 512； 210 = 1024； 211 = 2048； 212 = 4096； 213 = 8192。,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,二进制与十进制的转换,1.3 数制与数制转换,1.3.2 各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数 的相互转换 十进制数转换为二进制数： 整数的转换 例：将(121)10转换为二进制数 2 121 余数为1 (K0),60,(121)10=K6K5K4K3K2K1K0=(1111001)2,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,1.3.2 各进制数之间的转换 1、二进制数与十进制数 的相互转换 十进制数转换为二进制数： 对于既有整数又有小数的十进制数，可将其整数部分和小数部分分别转 换成二进制数，然后加起来即可。 例：将(241.43)10转换为二进制数，保留到小数点后4位： (11110001.0110)2,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,1.3.2 各进制数之间的转换 4、二进制数与十六进制数之间 的转换 二进制数转换为十六进制数：“四位并一位” 即以小数点为基准，整数部分从右至左，每四位为一组，最左边不足四位 的添0补足四位；小数部分从左至右，每四位为一组，最右边不足四位，后 面添0补足四位，然后按组转换成十六进制数，连接起来就是得到的十六 进制数。,例：将(10110101011.011101)2转换为十六进制：,0101 1010 1011 . 0111 0100,5,A(10),B(11),7,4,(10110101011.011101)2=(5AB.74)16,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,1.3.2 各进制数之间的转换 4、二进制数与十六进制数之间 的转换 十六进制数转换为二进制数：“一位并拆四位” 把每一位16进制数都写成相应的四位二进制数，连接起来就是转换得到的 二进制数。,例：将(5A0B.0C)16转换为二进制数：,0101,1010,0000,1011,0000,(5A0B.0C)16=(101101000001011.00001100)2,1100,第一章 单片机基础,二进制与十六进制的转换表 十六进制数 二进制数 十六进制数 二进制数 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 A 1010 3 0011 B 1011 4 0100 C 1100 5 0101 D 1101 6 0110 E 1110 7 0111 F 1111,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,1.3.3 单片机中常用编码 1、二十进制码（8421BCD） 目的：简化人机联系。 方法：用4位的二进制数来表示1位十进制数。 十进制数 二进制数 十进制数 二进制数 0 0000 5 0101 1 0001 6 0110 2 0010 7 0111 3 0011 8 1000 4 0100 9 1001,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,例如: 4+3即: (0100)BCD+(0011)BCD(0111)BCD7 15+12即: (00010101)BCD+(00010010)BCD (00100111)BCD27,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,2、二十进制调整 8421BCD码可表示数的范围为00001111(即十进制的015),而十进制数为00001001(即09)。 所以,在运算时，必须注意以下两点：,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,当两个BCD数相加结果大于1001(即大于十进制数9)时,为使其符合十进制运算和进位规律,需对BCD码的二进制运算结果加0110(加6)调整。 例如: 4+8： (0100)BCD+(1000)BCD(1100)BCD1001, 调整后，其结果为：(1100)BCD+(0110)BCD(00010010)BCD12。,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,当两个BCD数相加结果在高位上并不大于1001,但有低位进位发生,使得两个BCD数与进位一起相加,其结果大于1001,这时也要作加0110(加6)调整。 例如:用BCD数完成54+48的运算。 解: 54(01010100)BCD, 48(01001000)BCD,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,1.3 数制与数制转换,01010100 +) 01001000 10011100 (低4位大于9) +) 0110 (低4位加6调整) 10100010 (低4位有进位) +) 0110 (高4位加6调整) 000100000010 则(000100000010)BCD102,第一章 单片机基础,数据的单位 1、bit(位）：二进制数的一个数位（1或0） 2、Byte(字节）：计算机中最小的容量单位（简称B） 1 0 1 1 0 0 1 1 1个字节由8个位组成（1B=8bits） 1KB=210B=1024B，1MB=220B=1024KB 1GB=230B=1024MB，1TB=240B=1024GB 3、Word(字）：在计算机中作为一个整体被存取、传送、处理的二进制数字串叫做一个字或单元，每个字中二进制位数的长度，称为字长。一个字由若干个字节组成，不同的计算机系统的字长是不同的，常见的有8位、16位、32位、64位等，字长越长，存放数的范围越大，精度越高。,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,机器数与真值 计算机内部的数值均用二进制来表示。通常用一个数的最高位作为符号位： 0表示正数，1表示负数； 如：18= 00010010 18=10010010 机器数：在计算机内部使用的、连同符号位一起数字化的数字。 真值：机器数表示的真实值； 机器数10110101真值53(十进制) 或0110101； 机器数00101010真值42(十进制) 或0101010 可见，在机器数中，用0、1取代了真值的正负号。,1.3 数制与数制转换,第一章 单片机基础,1.4.1 无符数和有符数 有符号定点数的机器数表示方法 原码：符号位用0表示正，用1表示负，数值部分为该数值的绝对值二进制形式。,如： 1的原码表示方法： +1原00000001 -1原10000001,例如：当n=8，十进制数19和-19的原码表示为： 19原00010011 19原10010011,1.4 单片机中数的表示,第一章 单片机基础,1.4.1 无符数和有符数 有符号定点数的机器数表示方法 反码：正数表示与原码相同， 负数的反码是将其原码除符号位外，各位取反得到的。,如： +1原 00000001 +1反 +1原 00000001,-1原 10000001 -1反= 11111110,例如：当n=8，十进制数19和-19的反码表示为： 19反00010011 19反11101100,第一章 单片机基础,1.4 单片机中数的表示,1.4.1 无符数和有符数 有符号定点数的机器数表示方法 补码：正数的补码与原码相同 负数是将其原码除符号位外，各位取反加1得到的。 即在反码的基础上加1,如： +1原 00000001 +1 补 +1原 00000001,-1原 10000001 -1反 11111110 -1补 -1反+1 11111110+1=11111111,例如：当n=8，十进制数19和-19的补码表示为： 19补00010011 19补11101101,第一章 单片机基础,1.4 单片机中数的表示,一个正数的原码、反码和补码的表示形式相同，符号位置0，其它位是数的真值。,真值零的表示：,小结,第一章 单片机基础,1.4 单片机中数的表示,补码的代数加减运算,（1）补码加法,X+Y补 = X补 + Y补,(2)补码减法 X-Y补 = X补 - Y补 = X补 + -Y补,（3） X补补 = X原,注：其中-Y补称为负补，求负补的方法是：所有位（包括符号位）按位取反；然后整个数加1。,第一章 单片机基础,1.4 单片机中数的表示,1.4.2 定点表示法：小数点的位置固定不变；,(1)定点于符号位之后（整数）：,(2)定点于数的最低位之后（纯小数）：,例：1111，表示 -7,例：1111，表示 -0.875,1.4 单片机中数的表示,第一章 单片机基础,1.4.2 浮点数的表示 计算机中数的小数点位置不是固定的，而是“浮动”的。 浮点数表示法：,尾数的位数决定数的精度 阶数的位数决定数的范围,1.4 单片机中数的表示