单片机原理与应用技术 第1章 概述.pptVIP

单片机原理与应用技术 第1章 单片机概述 1.1 数值型数据的表示 1.1.1 进位计数制 按照一定的进位方式进行计数的数值，称为进位计数制，简称进制。还是以我们常用的十进制为例，可用展开的方式来表示进位计数的思想，如下： 4．BCD码 四位二进制数来表示一位十进制数，从左起高位的权值依次是23、22、21、20，即8、4、2、1，故这种编码又称为“8421码”，但所能表示的数仅限于十进制的10个数码0~9。 例 例 将10101011101101 B转换为八进制和十六进制。 101010111.01101 B = 101 010 111.011 010 B = 527.3 O 101010111.01101 B = 0001 0101 0111.0110 1000 B = 157.68 H 例 将 2763 O转换为十六进制。 2763 O = 010 111 110 011 B = 0101 1111 0011 B = 5F3 H 第二种是十进制同BCD码（二-十进制）之间的转换，也可以分段进行。 例 将十进制数286转换为BCD码。 286 = (0010 1000 0110)BCD 例 将十进制整数98转换为二进制数表示。 机器数的形式有多种，最常用的包括原码、反码和补码。 1．原码 原码是一种最为简单的机器数，其表现形式为：约定数码序列的最高一位为符号位，用0表示正数，用1表示负数；剩余的有效数值部分用二进制的绝对值表示。 例 真值 X原 + 1011 0 000 1011 - 1011 1 000 1011 +0.1011 0.000 1011 -0.1011 1.000 1011 原码的特点 整数0有两种原码形式。根据符号不同，[+0]真=0 000 0000B， [-0]真=1 000 0000； 符号位不是有效数值位，不能参与算术运算，它们仅是人为约定的符号“0、1化”的产物，在运算中需单独处理； 原码表示中因为采用绝对值表示数值大小，非常直观。但是由于其最高位的符号位是硬性规定的，不能参与运算，这个二进制的加减运算带来不便。因此，原码目前很少用于算术运算。 2．补码 补码是以模运算为基础的一种码制，具有良好的特点。以整数为例，补码的表示方法是：如果数是正数，则其补码形式同期原码形式相同；如果数是负数，则首先得到负数的原码，然后除原码符号位外，其余所有位取反，然后在末位加1。 补码的来历 以时钟为例引出补码的定义。我们常见的圆盘时钟是以12为计数循环的，表盘上的数从1~12。12点也可以看成是0点，所以也可认为表盘上的数是从0~11的。假设当前为0点，以时针为研究对象，分别进行如下操作。 a. 顺时针旋转9格，时针指向9点； b. 逆时针旋转3格，时针也指向9点。 可见，上面两个操作的效果是一样的，都使时针指向了相同的位置。操作不同，而结论相同的原因是，圆盘时钟上的时针是圆周运动的，其指向始终在0~11之间变化，即时针的读书是以12为模的。 三角函数中用到的圆周 圆周从1°到360°，或者认为是从0°到359°。显然圆周的模是360。按照上面时钟的思路，从0°顺时针旋转330°，和逆时针旋转30°，效果是一样的。可以说，在模360的前提下，-30可以映射为330，它们互为模数。 从数学上看，以上两个例子都是有模运算。计算机运算时用到的寄存器也是有一定的字长限制的，因此它的运算也是有模运算。 补码定义：在有模运算中，假设模为M，则某数X对该模的补数称为其补码，定义为： (1-7) 补码的计算 由原码得到补码：正数的补码形式同原码形式相同；负数的补码是在负数原码的基础上，将所有的有效数值位(也称为尾数)取反，然后再末位加1（可简称为“求反加一”）。 例 由原码得到补码的快捷方法：正数的补码形式同原码形式相同；负数的补码是在负数原码的基础上，符号位保持不变，有效数值位自右向左，找到第一个1，将这个1以及右边的所有0保持不变，这个1前面的所有位全部按位取反。 例 由补码得到原码及真值 利用方法1）和方法2）对补码形式进行相同的运算，就可以得到对应的原码形式。再有原码变成真值，只需要根据符号位进行相应转换就可以了。例： 补码的性质 ① 补码的最高位Xn表示数的正负，1表示负数、0表示正数。这从形式上同原码是一致的，但补码的符号位是数值的一部分，是通过补码定义计算出来