本科單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用第1章

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1、高校計(jì)算機(jī)教材叢書單片微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用張毅坤西安電子科技大學(xué)出版社目錄第1章預(yù)備知識(shí)(數(shù)制與碼制)第2章單片機(jī)基礎(chǔ)第3章指令系統(tǒng)及匯編語(yǔ)言第4章單片機(jī)系統(tǒng)的擴(kuò)展第5章輸入/輸出、中斷、定時(shí)與串行通信第6章接口芯片與接口技術(shù)第7章單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)第8章幾種典型的單片機(jī)第1章預(yù)備知識(shí)(數(shù)制與碼制)1.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制及各計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換1.2二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算1.3帶符號(hào)數(shù)的表示方法——原碼、反碼、補(bǔ)碼1.4定點(diǎn)數(shù)與浮點(diǎn)數(shù)1.5BCD碼和ASCII碼1.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制及各計(jì)數(shù)制間的轉(zhuǎn)換數(shù)制是人們對(duì)事物數(shù)量計(jì)數(shù)的一種統(tǒng)計(jì)規(guī)律。在日常生活中最常用的是十進(jìn)制,但在計(jì)算機(jī)

2、中,由于其電氣元件最易實(shí)現(xiàn)的是兩種穩(wěn)定狀態(tài):器件的“開(kāi)”與“關(guān)”;電平的“高”與“低”。因此,采用二進(jìn)制數(shù)的“0”和“1”可以很方便地表示機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)運(yùn)算與存儲(chǔ)。在編程時(shí),為了方便閱讀和書寫,人們還經(jīng)常用八進(jìn)制數(shù)或十六進(jìn)制來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)。雖然一個(gè)數(shù)可以用不同計(jì)數(shù)制形式表示它的大小,但該數(shù)的量值則是相等的。1.1.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制當(dāng)進(jìn)位計(jì)數(shù)制采用位置表示法時(shí),同一數(shù)字在不同的數(shù)位所代表的數(shù)值是不同的。每一種進(jìn)位計(jì)數(shù)應(yīng)包含兩個(gè)基本的因素:(1)基數(shù)R(Radix):它代表計(jì)數(shù)制中所用到的數(shù)碼個(gè)數(shù)。如:二進(jìn)制計(jì)數(shù)中用到0和1兩個(gè)數(shù)碼；而八進(jìn)制計(jì)數(shù)中用到0～7共八個(gè)數(shù)碼。一

3、般地說(shuō),基數(shù)為R的計(jì)數(shù)制(簡(jiǎn)稱R進(jìn)制)中,包含0、1、…、R-1個(gè)數(shù)碼,進(jìn)位規(guī)律為“逢R進(jìn)1”。(2)位權(quán)W(Weight):進(jìn)位計(jì)數(shù)制中,某個(gè)數(shù)位的值是由這一位的數(shù)碼值乘以處在這一位的固定常數(shù)決定的,通常把這一固定常數(shù)稱之為位權(quán)值,簡(jiǎn)稱位權(quán)。各位的位權(quán)是以R為底的冪。如十進(jìn)制數(shù)基數(shù)R=10,則個(gè)位、十位、百位上的位權(quán)分別為100,101,102。一個(gè)R進(jìn)制數(shù)N,可以用以下兩種形式表示:(1)并列表示法,或稱位置計(jì)數(shù)法:(N)＝(KK…KKKK…K)RRn-1n-210-1-2-m(2)多項(xiàng)式表示法,或稱以權(quán)展開(kāi)式:(N)＝KRn-1＋KRn-2＋…＋KR1＋

4、KR0＋Rn-1n-210-mKR-1＋…＋KR-m=?KRi-1-miin=-1其中:m、n為正整數(shù),n代表整數(shù)部分的位數(shù)；m代表小數(shù)部分的位數(shù)；Ki代表R進(jìn)制中的任一個(gè)數(shù)碼,0≤K≤R-1。i1.二進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù),R＝2,K取0或1,進(jìn)位規(guī)律為“逢2進(jìn)1”。i任一個(gè)二進(jìn)制數(shù)N可表示為:(N)＝K2n-1＋K2n-2＋…＋K21＋K20＋Ｋ２-12n-1n-210-1＋…＋K2-m(1―1)-m例如:(1001.101)=1×23＋0×22＋0×21＋1×20＋21×2-1＋0×2-22.八進(jìn)制數(shù)八進(jìn)制,R＝8,K可取0～7共8個(gè)數(shù)碼中的任意1個(gè),進(jìn)位i規(guī)律

5、為“逢8進(jìn)1”。任意一個(gè)八進(jìn)制數(shù)N可以表示為:(N)＝K8n-1＋K8n-2＋…＋K81＋K80＋8n-1n-210K8-1＋…＋K8-m(1―2)-1-m例如:(246.12)＝2×82＋4×81＋6×80＋1×8-1＋2×8-283.十六進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù),Ｒ＝16,Ｋi可取0～15共16個(gè)數(shù)碼中的任一個(gè),但10～15分別用A、B、C、D、E、F表示,進(jìn)位規(guī)律為“逢16進(jìn)1”。任意一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)Ｎ可表示為:(N)＝K16n-1＋K16n-2＋…＋K161＋K160＋16n-1n-210K16-1＋…＋K16–m(1―3)-1-m例如:(2D07.A)＝2×1

6、63＋13×162＋0×161＋7×16016＋10×16-1表1―1給出了以上3種進(jìn)制數(shù)與十進(jìn)制數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。為避免混淆,除用(N)R的方法區(qū)分不同進(jìn)制數(shù)外,還常用數(shù)字后加字母作為標(biāo)注。其中字母B(Binary)表示二進(jìn)制數(shù);字母Q(Octal的縮寫為字母O,為區(qū)別數(shù)字0故寫成Q)表示八進(jìn)制數(shù);字母D(Decimal)或不加字母表示十進(jìn)制數(shù);字母H(Hexadecimal)表示十六進(jìn)制數(shù)。表1―1二、八、十、十六進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng)表1.1.2各種進(jìn)制數(shù)間的相互轉(zhuǎn)換1.各種進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)各種進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制數(shù)的方法是:將各進(jìn)制數(shù)先按權(quán)展成多項(xiàng)式,再利用十進(jìn)制

7、運(yùn)算法則求和,即可得到該數(shù)對(duì)應(yīng)的十進(jìn)制數(shù)。例1:將數(shù)1001.101B,246.12Q,2D07.AH轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制數(shù)。1001.101B＝1×23＋0×22＋0×21＋1×20＋1×21＋0×2-2＋1×2-3＝8＋1＋0.5＋0.125＝9.625246.12Q＝2×82＋4×81＋6×80＋1×8-1＋2×8-2＝128＋32＋6＋0.125＋0.03125＝166.156252D07.AH＝2×163＋13×162＋0×161＋7×160＋10×16-1＝8192＋3328＋7＋0.625＝11527.6252.十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為二、八、十六進(jìn)制數(shù)任一十進(jìn)制

8、數(shù)N轉(zhuǎn)換成q進(jìn)制數(shù),先將整數(shù)部分與小數(shù)