单片机第01章概述南方医科大学-培训课件

1、单片机原理与应用Principle&ApplicationofMCU罗敏Q：22809017生命科学楼6-3-172015.0911通识教育专业方向电路基础分析电子测量 现代电路分析 电工技术电路分析电子技术信号处理系列电磁场系列非电类系列电路理论系列电子系统系列电工电子实验系列微机原理与接口技术单片机原理模拟电子技术数字电子技术通信电子技术数字信号处理DSP技术及应用信号与系统DSP课程设计电工系列实验电子系列实验电子课程设计EDA课程设计单片机课程设计工程素质培训电磁场实验新技术实验电磁场与电磁波电磁场与电磁兼容工程电磁场学科基础电子信息类专业技术基础课程体系相关

2、课程：微机原理与接口技术、汇编语言程序设计、模拟电子技术、数字电子技术2第一讲 单片机概述3教学内容和要求教学内容：单片机的概念单片机的历史发展单片机的发展趋势单片机主要生产厂家和机型单片机的应用单片机开发语言、开发软件、开发装置教学要求：掌握单片机的特点、与微型机的联系和区别熟悉单片机的定义、名称、分类方法了解单片机的特点、应用范围及发展历史4电子计算机的诞生1945年底，世界上第一台使用电子管制造的电子数字计算机ENIAC在美国宾夕法尼亚大学莫尔学院研制成功，并在1946年2月15日举行了计算机的正式揭幕典礼。这台电子计算机总共用了18800个电子管，耗电140千瓦，占地150平方米，重达

3、30吨，每秒钟可进行5000次加法运算。电子计算机是人类最伟大的发明之一！5电子计算机的发展第一代计算机是电子管计算机（1945-1954）。第二代计算机是晶体管计算机（1955-1964）。第三代计算机是集成电路计算机(1965-1971）。第四代计算机是超大规模集成电路计算机。第四代计算机按其规模、速度和功能等又可分为巨型机、大型机、中型机、小型机、微型机。第五代计算机应用生物技术、纳米技术和量子技术 非冯诺伊曼结构的计算机。 6传感器技术、通信技术、计算机技术是信息产业的三大支柱，它们分别是智能系统的“感官”、“神经”和“大脑”。计算机技术的作用7TOP 10 Sites for Jun

4、e 2015RANKSITESYSTEMCORESRMAX (TFLOP/S)RPEAK (TFLOP/S)POWER (KW)1National Super Computer Center in GuangzhouTianhe-2 (MilkyWay-2)- TH-IVB-FEP Cluster, Intel Xeon E5-2692 12C 2.200GHz, TH Express-2, Intel Xeon Phi 31S1P3,120,00033,862.7054,902.4017,808ChinaNUDT2DOE/SC/Oak Ridge National LaboratoryTit

5、an- Cray XK7 , Opteron 6274 16C 2.200GHz, Cray Gemini interconnect, NVIDIA K20 x560,64017,590.0027,112.508,209United StatesCray Inc.3DOE/NNSA/LLNLSequoia- BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60 GHz, Custom1,572,86417,173.2020,132.707,890United StatesIBM4RIKEN Advanced Institute for Computational Science K c

6、omputer, SPARC64 VIIIfx 2.0GHz, Tofu interconnect705,02410,510.0011,280.4012,660JapanFujitsu5DOE/SC/Argonne National LaboratoryMira- BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.60GHz, Custom786,4328,586.6010,066.303,945United StatesIBM6Swiss National Supercomputing Centre Piz Daint- Cray XC30, Xeon E5-2670 8C 2.600

7、GHz, Aries interconnect , NVIDIA K20 x115,9846,271.007,788.902,325SwitzerlandCray Inc.7King Abdullah University of Science and TechnologyPiz Daint- Cray XC30, Xeon E5-2670 8C 2.600GHz, Aries interconnect , NVIDIA K20 x196,6085,537.07,235.22,834Saudi ArabiaCray Inc.8Texas Advanced Computing Center/Un

8、iv. of TexasStampede- PowerEdge C8220, Xeon E5-2680 8C 2.700GHz, Infiniband FDR, Intel Xeon Phi SE10P462,4625,168.108,520.104,510United StatesDell9Forschungszentrum Juelich (FZJ)JUQUEEN- BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600GHz, Custom Interconnect458,7525,008.905,872.002,301GermanyIBM10DOE/NNSA/LLNLVulca

9、n- BlueGene/Q, Power BQC 16C 1.600GHz, Custom Interconnect393,2164,293.305,033.201,972United StatesIBM81,024,000 GB、3,120,000个处理器核心、33,862.7 TFlop/s9top10 from 2013.11 to 2015.6RANK2015.62014.112014.62013.111Tianhe-2,ChinaTianhe-2,ChinaTianhe-2,ChinaTianhe-2,ChinaNUDTNUDTNUDTNUDT2Titan , United Stat

10、esTitan,United StatesTitan , United StatesTitan,United StatesCray Inc.Cray Inc.Cray Inc.Cray Inc.3Sequoia , United StatesSequoia,United StatesSequoia , United StatesSequoia,United StatesIBMIBMIBMIBM4Kcomputer,JapanKcomputer,JapanKcomputer,JapanKcomputer,JapanFujitsuFujitsuFujitsuFujitsu5Mira, United

11、 StatesMira,United StatesMira, United StatesMira,United StatesIBMIBMIBMIBM6PizDaint,SwitzerlandPizDaint,SwitzerlandPizDaint,SwitzerlandPizDaint,SwitzerlandCray Inc.Cray Inc.Cray Inc.Cray Inc.7Shaheen II, Saudi ArabiaStampede,United StatesStampede, United StatesStampede,United StatesCray Inc.DellDell

12、Dell8Stampede, United StatesJUQUEEN,GermanyJUQUEEN,GermanyJUQUEEN,GermanyDellIBMIBMIBM9JUQUEEN,GermanyVulcan,United StatesVulcan, United StatesVulcan,United StatesIBMIBMIBMIBM10Vulcan, United StatesCrayXC30, United StatesCrayXC30, United StatesSuperMUC,GermanyIBMCray Inc.Cray Inc.IBM1011微型计算机的应用形态 从

13、应用形态上，微机可以分成三种：多板机（系统机） 将CPU、存储器、I/O接口电路和总线接口等组装在一块主机板（即微机主板）。各种适配板卡插在主机板的扩展槽上并与电源、软/硬盘驱动器及光驱等装在同一机箱内，再配上系统软件，就构成了一台完整的微型计算机系统（简称系统机）。 PC机 也属于多板机。12微型计算机的应用形态 从应用形态上，微机可以分成三种： 单板机 将CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片和简单的I/O设备（小键盘、LED显示器）等装配在一块印刷电路板上，再配上监控程序（固化在ROM中），就构成了一台单板微型计算机（简称单板机）。 单板机的I/O设备简单，软件资源少，使用不方便。早期主

14、要用于微型计算机原理的教学及简单的测控系统，现在已很少使用。13微型计算机的应用形态 从应用形态上，微机可以分成三种： 单片机 在一片集成电路芯片上集成微处理器、存储器、I/O接口电路，从而构成了单芯片微型计算机，即单片机。单板机单片机系统机（多板机）单片机的出现微机发展方向PC(桌面应用）主机（CPU+RAM+ROM+I/O+电源）+外设（键盘、显示器、打印机）。专用于多功能、海量运算单片机（嵌入式应用）一个芯片上集成了完整的计算机CPU+RAM+ROM+I/O+A/D+，专用于测控、注重小型化单片机是计算机、自动控制和大规模集成电路技术相结合的产物，融计算机结构和控制功能于一体。单片机是计

15、算机技术发展史上的一个重要里程碑，标志着计算机正式形成了通用计算机系统和嵌入式计算机系统两大分支。14单片机的定义单片机是指集成在一个芯片上的完整计算机，全称单片微型计算机 SCMC（Single Chip Micro Computer）.具有组成完整计算机的主要部件：运算器、控制器、存储器、输出接口、输入接口。同时，还可能集成定时器/计数器、中断系统等。 15单片机的形态你接触过单片机吗?16单片机的历史和发展诞生1976-Intel推出8位MCS-48系列单片机，体积小、功能全、价格低，赢得了市场和好评，为单片机的发展奠定了基础初级阶段SMU20世纪80年代- Intel公司在MCS-48

16、基础上推出MCS-51系列单片机。 -Intel推出16位单片机MCS-96系列，字长外，增加了ADC。发展阶段MCU20世纪90年代-性能不断完善，性能价格比显著提高，应用深入且广泛。SocARM(Cortex) 高速发展期171880C51系列概述（1）MCS-51是Intel公司生产的一个单片机系列名称。属于这一系列的单片机有多种，如： 8051/8751/8031； 8052/8752/8032； 80C51/87C51/80C31 80C52/87C52/80C32等 。 19（2）该系列生产工艺有两种：CHMOS是CMOS和HMOS的结合，既保持了HMOS高速度和高密度的特点，还具

17、有CMOS的低功耗的特点。在产品型号中凡带有字母“C”的即为CHMOS芯片，CHMOS芯片的电平既与TTL电平兼容，又与CMOS电平兼容。一是HMOS工艺（高密度短沟道MOS工艺）。二是CHMOS工艺（互补金属氧化物的HMOS工艺）。80C51系列概述20（3）在功能上，该系列单片机有两大类：增强型：8052/8752/803280C52/87C52/80C32基本型：8051/8751/803180C51/87C51/80C3180C51系列概述2180C51系列概述（4）在片内程序存储器的配置上，该系列单片机有三种形式，即掩膜ROM、EPROM和ROMLess(无片内程序存储器)。如：80

18、C51有4K字节的掩膜ROM；87C51有4K字节的EPROM ；80C31在芯片内无程序存储器。80C51单片机系列是在MCS-51系列的基础上发展起来的，早期的80C51只是MCS-51系列众多芯片中的一类，后来形成独立的系列，并成为8位单片机的典型代表。我们以80C51为基础来介绍单片机。最早推出80C51芯片的是Intel公司，并且作为MCS-51的一部分，按原MCS-51芯片的规则命名，例如，80C31、80C51、87C51、89C51。后来愈来愈多的厂商生产80C51系列芯片，例如：Philips、Atmel、LG、华邦等，这些芯片都是以80C51为核心并且与MCS-51芯片兼容

19、，但它们又各具特点。2280C51系列主要生产厂家和机型美国Intel公司-MCS-48、MCS-51、 MCS-96系列及其增强型、扩展型。 Motorola公司-68HC05、 68HC08、 68HC11； 68HC12、 68HC16； 683系列。荷兰PHILIPS（菲力浦）公司 - 8C552系列日本TOSHIBA（东芝）公司-TLCS470、TLCS870等系列。美国ATMEL公司- AT89C51、AT89C52、AT89C5、AT89S51等。日本HITACHI（日立）公司- H400Microchip- PIC系列Zilog- Z8系列德国Siemens- SAB80系列核

20、日本NEC- 78系列Epson公司、AMD公司，等。宏晶科技-STC12C5410、STC12C2052等232480C51典型产品资源配置分类芯片型号存储器类型及字节数片内其他功能单元数量ROMRAM并行口串行口定时/计数器中断源总线型基本型80C31无128412580C514K掩膜128412587C514K EPROM128412589C514K Flash1284125增强型80C32无256413680C528K掩膜256413687C528K EPROM256413689C528K Flash2564136非总线型89C20512K Flash128212589C40514K

21、Flash12821252516位单片机性能表公司ThmsonIntelNSNEC型号682000MCS-96BPC16040783XX片内ROM4KB8KB4KB8KB片内RAM256K232K256K256K中断源158815串行口异/同步异步异步异步A/D无无PWM输出借用通用计数器有有有Watchdog定时器有有有计数器高速I/O无HSIO有有DMA无无无8个宏通道单片机的发展趋势不断的发展的单片机 低功耗化外围电路内装存储器CPU片内I/O26单片机的发展趋势CPU采用双CPU结构，提高处理能力。 增加数据总线宽度，内部采用16位数据总线。行总线结构，菲利浦公司I2C总线：用两根信号

22、线代替现行的8位数据总线。存储器加大存储容量。片内EPROM采用E2PROM或闪烁（Flash）存储器。程序保密化。27单片机的发展趋势片内I/O（1）增加并行口驱动能力，以减少外部驱动芯片。有的单片机可以直接输出大电流和高电压，以便能直接驱动LED和VFD（荧光显示器）。（2）有些单片机设置了一些特殊的串行I/O功能，为构成分布式、网络化系统提供方便条件。（3）引入数字交叉开关，改变了以往片内外设与外部I/O引脚的固定对应关系。28单片机的发展趋势片外资源内装（微型单片化） 众多外围电路集成在片内，系统的单片化是目前发展趋势之一。例如，美国Cygnal公司的C8051F020 8位单片机，片

23、上集成有8通道A/D、两路D/A、两路电压比较器，内置温度传感器、定时器、可编程数字交叉开关和64个通用I/O口、电源监测、看门狗、多种类型的串行接口（两个UART、SPI）等。一片芯片就是一个“测控”系统。低功耗化：COMS、CHMOS CMOS化，功耗小，配置有等待状态、睡眠状态、关闭状态等工作方式。消耗电流仅在A或nA量级，适于电池供电的便携式、手持式的仪器仪表以及其它消费类电子产品。2930单片机的发展趋势编程及仿真的简单化目前大多数的单片机都支持程序的在线编程，也称在系统编程（ISPIn System Program），只需一条ISP并口下载线，就可以把仿真调试通过的程序从PC写入单

24、片机的Flash存储器内，省去编程器。某些机型还支持在线应用编程（IAP），可在线升级或销毁单片机的应用程序，省去了仿真器。不断推出新产品8位的C5081F系列16位的凌阳系列 MSP430系列32位的Cortex m系列 64位 Cortex_A57,A53312013，华为宣布，与ARM签署ARMv8架构许可协议。 AMD的首批ARM处理器于2014年问世，仍将披挂Opteron皓龙品牌。64位的多核心SoC、整合SeaMicro Freedom超级计算光纤互联技术单片机的特点 单片机是集成电路技术与微型计算机技术高速发展的产物。体积小、价格低、应用方便、稳定可靠，因此，给工业自动化等领域

25、带来了一场重大革命和技术进步。 由于体积小，很容易地嵌入到系统之中，以实现各种方式的检测、计算或控制，这一点，一般微机根本做不到。 由于单片机本身就是一个微型计算机，因此只要在单片机的外部适当增加一些必要的外围扩展电路，就可以灵活地构成各种应用系统，如工业自动检测监视系统、数据采集系统、自动控制系统、智能仪器仪表等。32单片机应用广泛 “百度为您找到相关结果约12,200,000个”百链 2015(3361) 、2014(7376)、2013(7473)据Motorola公司统计，1990年，平均每辆汽车使用12个单片机，到了2000年就增加到了35个，目前一般配备40多部。可以毫不夸张地说，

26、任何设备和产品的自动化、数字化和智能化都离不开单片机，凡是电脑控制的设备和产品必有单片机嵌入其中。3334为什么应用广泛？具有以下优点：（1）简单方便，易于普及。单片机技术是易掌握技术。应用系统设计、组装、调试已经是容易的事情，工程技术人员通过学习可很快掌握其应用设计技术。（2）功能齐全，应用可靠，抗干扰能力强。（3）发展迅速，前景广阔。短短几十年，单片机经过4位机、8位机、16位机、32位机等几大发展阶段。尤其是集成度高、功能日臻完善的单片机不断问世，使单片机在工业控制及工业自动化领域获得长足发展和大量应用。目前，单片机内部结构愈加完美，片内外围功能部件越来越完善，一片芯片就是一个应用系统。

27、为更高层次和更大规模的发展奠定坚实的基础。35（4）嵌入容易，用途广泛，体积小、性能价格比高，应用灵活性强等特点在嵌入式微控制系统中具有十分重要的地位。 单片机出现前，制作一套测控系统，大量的模拟电路、数字电路、分立元件完成，以实现计算、判断和控制功能。系统的体积庞大，线路复杂，连接点多，易出现故障。 单片机出现后，测控功能的绝大部分由单片机的软件程序实现，其它电子线路则由片内的外围功能部件来替代。361工业检测与控制主要应用：工业过程控制、智能控制、设备控制、数据采集和传输、测试、测量、监控等。在工业自动化的领域中，机电一体化技术将发挥愈来愈重要的作用，在这种集机械、微电子和计算机技术为一体

28、的综合技术（如机器人技术）中，单片机发挥着非常重要的作用。几种常见的工业控制系统组成方案的对比：PCDOS系统PCwindows系统MCU系统（无OS） MCU嵌入式操作系统PLC系统37 通常采用通用PC机组成微机数控系统，是一个必然的选择，但这里有一个问题：PC机的可靠性问题。工业控制应用现场的环境比较恶劣，有电磁干扰、电源波动、冲击震动、高低温，另外，有些场所条件恶劣，是无人值守的，这些对于稳定性和可靠性就有了更高的要求。PC机经常是不可靠的！可以采用工业PC，但是工业PC价格昂贵，需要选用可靠性更高的系统组成方案。38系统组成发展趋势： 以前，一般的看法是专用的、功能不很复杂的场合使用

29、单片机（MCU）系统，而通用性的，功能复杂、要求人机界面友好的场合使用PC机windows结构，因其资源丰富，开发简单。 但是，目前随着单片机系统资源的逐渐丰富，以及嵌入式操作系统的不断发展，更重要的是出于对可靠性的追求，人们又更多的 倾向于使用单片机（MCU）系统来取代PC机windows的工控系统结构。 而在一些必须使用图形界面、大容量存储等需要大量资源的系统中，则采用MCU嵌入式操作系统结构逐渐成为趋势。39单片机控制系统的一般模式40412仪器仪表目前对仪器仪表的自动化和智能化要求越来越高。单片机的使用有助于提高仪器仪表的精度和准确度，简化结构，减小体积而易于携带和使用，加速仪器仪表向

30、数字化、智能化、多功能化方向发展。3、家用电器方面 家用电器智能化。生产厂家常标榜“电脑控制”，如洗衣机、电冰箱、空调机、微波炉、电视机和音像视频设备等，“电脑”实际上就是“单片机”。 智能化家用电器改善了人们的生活质量，使生活更加舒适和方便，更加丰富多彩。424、医疗器械 医用呼吸机、各种分析仪、监护仪、超声诊断设备、病床呼叫系统等等。435、信息和通信产品方面 在调制解调器、各类手机、传真机、程控电话交换机、信息网络及各种通讯设备中，单片机也已经得到广泛应用。 446、军事装备方面军用装备：如飞机、军舰、坦克、导弹、鱼雷制导、智能武器装备、航天飞机导航系统，都有单片机嵌入其中。45467各

31、种终端及计算机外部设备计算机网络终端（如银行终端）以及计算机外部设备（如打印机、硬盘驱动器、绘图机、传真机、复印机等）中都使用了单片机作为控制器。478汽车电子设备已经广泛地应用在各种汽车电子设备中，如汽车安全系统、汽车信息系统、智能自动驾驶系统、卫星汽车导航系统、汽车紧急请求服务系统、汽车防撞监控系统、汽车自动诊断系统以及汽车黑匣子等。9分布式多机系统在较复杂多节点的测控系统中，常采用分布式多机系统。一般由若干台功能各异的单片机组成，各自完成特定的任务，它们通过串行通信相互联系、协调工作。在这种系统中，单片机往往作为一个终端机，安装在系统的某些节点上，对现场信息进行实时的测量和控制。 从工业

32、自动化、自动控制、智能仪器仪表、消费类电子产品等方面，直到国防尖端技术领域，单片机都发挥着十分重要的作用。单片机的名称单片微型计算机（SCMC）Simple Chip Micro Computer微控制器（MCU）单片微控制器（SMCU）嵌入式微控制器(EMCU)Micro Control Unit嵌入式微处理器(EMP)Embedded Micro Processing Unit用户定义的集成电路(CSIC)Customer Specific Integrated Circuit片上系统（SoC）System on a chip48单片机应用系统单片机应用系统是为控制应用而设计的，该系统与控

33、制对象结合在一起使用，是单片机开发应用的结果。由于软硬件资源有限，单片机系统本身不能实现自我开发，要进行系统开发设计，必须使用专门的单片机开发系统。单片机应用系统和单片机开发系统49单片机开发系统50经典的单片机开发方式单片机开发装置51现在的单片机开发方式： 1、ISP：in system programming,在系统编程（AT89S系列单片机 ） 2、IAP: in applicatin programming,在应用编程（STC、MPC单片机 ） 单片机应用系统的研制过程是以确定系统的功能和技术指标开始的。首先要细致分析、研究实际问题，确定各项任务和要求。从考虑系统的先进性、可靠性、可

34、维护性和成本、经济效益出发，确定出合理可行的技术指标。一般分为五个阶段:确定任务 总体设计硬件设计(程序存储器,数据存储器和 I/O接口,地址译码电路,总线驱动能力系统速度匹配 , 抗干扰措施 )软件设计系统调试52单片机的程序设计语言机器语言：单片机应用系统中只可运行二进制代码汇编语言：字符表示的指令。比机器语言容易理解，效率高，但可移植性差。汇编后成为二进制的机器代码。高级语言 ：(CPLM，PASCAL，BASIC等)，最常用的是C语言 比机器语言和汇编语言的效率低。可读性好，可易植性好。编译后成为二进制的目标程序。5354单片机开发软件硬件设计采用protel DXP软件，软件开发可以

35、采用Wave、KeilC51软件，软硬件调试可以采用proteus软件。KeilC51:Keil是目前世界上最好的51单片机的汇编和C语言的开发软件，支持汇编及C语言以及混合编程，同时具备功能强大的软件仿真和硬件仿真功能。 从下载评估版，唯一限制是生成的程序代码不能超过2K.伟福wave达爱思55 常用数制和编码Back 1.2.1 数制及数制间转换 1.2.2计算机中常用编码 数制及数制间转换Back1. 数制计数的进位制2、不同数制之间的转换571. 数制计数的进位制Back1.二进制：是“0”和“1”这样的数、逢2进位。按权展开时权的基数为2。用后缀字母“B”表示。如：1001=123+

36、022+021+120 =9（十进制数）2.十进制：是“0”“9”之间的数、逢10进位。按权展开时权的基数为10。用后缀字母“D”表示。如：1135=1103+1102+3101+5100 3.十六进制：是“0”“9”，“A,B,C,D,E,F”之间的数、逢16进位。按权展开时权的基数为16。用后缀字母“H”表示。如：1C5H=1162+12161+5160 =453D582、不同数制之间的转换Back1、二进制、十六进制转化成十进制：将二、十六进制数按权展开相加即为相应的十进制数。如：1101=123+122+021+120 =13D如：1FH=1161+15160 =31D2、十进制转换成

37、二进制数：将十进制数除2取余，商为0止余数倒置。如：11D=1011B 2 11 余数 2 5 1 2 2 1 2 1 0 0 1592、不同数制之间的转换Back3、十进制转换成十六进制数：将十进制数除16取余，商为0止余数倒置。如：100D=64H4、二进制转换成十六进制数：将二进制数以小数点为界四位一分，不足补0，用一位十六进制数代替四位二进制数。如：1 0011 1100 B=0001 0011 1100 B= 13C H5、十六进制转换成二进制数：将十六进制数以小数点为界，用四位二进制数代替一位十六进制数。如：D4E H=1101 0100 1110 B16 100 余数 16 6

38、4 0 6 60 计算机中常用编码BackBCD（Binary Coded Decimal）码二十进制码ASCII（American Standard Code for Information Interchange）码611. BCD（Binary Coded Decimal）码二十进制码BackBCD码是一种二进制形式的十进制码，也称二十进制码。它用4位二进制数表示1位十进制数，最常用的是8421BCD码，见表1-2。8421BCD码用0000H1001H代表十进制数09，运算法则是逢十进一。8421BCD码每位的权分别是8，4，2，1，故得此名。例如，1 649的BCD码为0001 01

39、10 0100 1001。62表 1-2 8421 BCD码表Back十进制数8421BCD码二进制数十进制数8421BCD码二进制数000000000810001000100010001910011001200100010100001 00001010300110011110001 00011011401000100120001 0010 1100501010101130001 0011 1101601100110140001 01001110701110111150001 01011111632. ASCII（American Standard Code for Information I

40、nterchange）码BackASCII码是一种字符编码，是美国信息交换标准代码的简称，见表1-3。它由7位二进制数码构成，共有128个字符。ASCII码主要用于微机与外设通信。当微机与ASCII码制的键盘、打印机及CRT等连用时，均以ASCII码形式进行数据传输。例如，当按微机的某一键时，键盘中的单片机便将所按的键码转换成ASCII码传入微机进行相应处理。64Back表 1-3 ASCII码字符表 高位低位0123456789ABCDEF00000001001000110100010101100111100010011010101111001101111011110000NULSOHSTX

41、ETXEOTENQACKDELBSHTLFVTFFCRSOSI1001DLEDC1DC2DC3DC4NAKSYNETBCANEMSUBESCFSGSRSUS2010SP!“#$%&()*+,-。、30110123456789：；?4100ABCDEFGHIJKLMNO5101PQRSTUVWXYZ6110、abcdefghijklmno7111pqrstuvwxyz|DEL65 数据在计算机中的表示Back 1.3.1 有符号数 1.3.2 无符号数66 有符号数有符号的8位二进制数用最高位D7表示数的正或负，0代表“+”，1代表“-”，D7称为符号位，D6D0为数值位。BackD7D6 D0

42、符号位数值位上述的8位带符号二进制数又有3种不同表达形式，即原码、反码和补码。在计算机中，所有有符号数都是以补码形式存放的。67Back 一个二进制数，用最高位表示数的符号，其后各位表示数值本身，这种表示方法称为原码。原码的表示范围是-127+127例如:X=+1011010B X原=01011010B；X=-1011010B X原=11011010B2. 反码 正数的反码与原码相同。 符号位一定为0，其余位为数值位。 负数的反码符号位为1，数值位将其原码的数值位逐位求反。 反码的表示范围是-127+127例如:X=-1011010B X 原=11011010B X 反=10100101B 原

43、码683. 补码正数的补码与原码相同。负数的补码符号位为1，数值位将其原码的数值位逐位求反后加1，即负数的反码加1。补码的表示范围是-128+127例如: X=-1011010B X 补=10100110B通常计算机中的数用补码表示，用补码进行运算。一个很明显的优点是减法可以用补码的加法来运算。这里还要特别提示“溢出”的概念。溢出与进位不同，溢出是指有符号数的运算结果超出了数-128+127的表示范围，破坏了符号位。 Back694、机器数与真值机器数： 计算机中以二进制形式表示的数。真值： 机器数所代表的数值。例如，机器数10001010B，它的真值为138（无符号数）-10（原码）-117（反码）-118（补码）【例15】怎样根据真值求补码，或根据补码求真值？答： 只有两种求补码的方法： 一是求负数的补码，用绝对值“取反加1”来求补码；二是求负数（补码）的真值，可先将该补码数用“取反加1”的方法得到其绝对值，再在绝对值前添加一负号。Back70无符号的8位二进制数没有符号位，从D7D0皆为数值位，所以8位无符号二进制数的表示范围是