单片机原理及应用课件：第2章 单片机常用数制、编码及数据格式.ppt

在单片机编程和设计中，理解和掌握不同的数制、编码和数据格式是至关重要的基础。本课件主要探讨了单片机中常用的数制，包括十进制、二进制，以及它们之间的转换和运算。 2.1 数制 在计算机科学中，数制指的是计数的规则。最常见的数制有十进制、二进制、八进制和十六进制。十进制是我们日常生活最常用的计数方式，拥有10个不同的数字符号（0-9）。而二进制则基于两个状态（0和1）进行计数，对于电子设备来说更易于实现，因为它们通常只有两种稳定状态。二进制数的每一位都有一个特定的权重，基数为2，比如二进制数1011.011对应的十进制数值可以通过将每个位上的数字乘以其权重然后相加得到，即1*2^3 + 0*2^2 + 1*2^1 + 1*2^0 + 1*2^-1 + 1*2^-2 + 1*2^-3 = 8 + 0 + 2 + 1 + 0.5 + 0.25 + 0.125 = 11.375。 2.2 数制之间的转换 数制转换在计算机系统中经常发生。例如，将十进制数转换为二进制可以使用短除法，将二进制数转换为十进制则通过按权展开求和。同样，八进制和十六进制也是常见的辅助数制，它们分别以8和16为基数，方便人类理解和表示二进制数。例如，二进制数10110110可以转换成八进制的156（1*8^3 + 5*8^2 + 6*8^1）和十六进制的BB（11*16^1 + 11*16^0）。 2.3 二进制数的运算 二进制数的加减乘除运算遵循与十进制类似的规则，但需要注意的是进位和借位规则。例如，二进制加法时，逢二进一，如果某位上的数字相加等于2，则需要向上一位进位，同时该位变为0。对于减法，同样需要考虑借位。 2.4 计算机中数的表示方法 在计算机中，数的存储和处理涉及到符号位、整数部分和小数部分。正负数通常使用补码表示，其中最高位作为符号位，0表示正数，1表示负数。浮点数则使用IEEE 754标准，分为符号位、指数部分和尾数部分，可以表示非常大或非常小的数值。 在单片机中，由于硬件限制，通常会限制位宽来表示数值。例如，8位单片机能表示的最大二进制数是11111111，对应的十进制数是255。随着位宽的增加，能表示的数值范围也会扩大。地址宽度决定了单片机可以寻址的内存大小，例如，16根地址线能寻址2^16个地址。 了解这些基本概念后，才能更好地进行单片机的程序设计，包括存储管理、数据处理和控制逻辑。因此，对单片机原理的学习必须从这些基础知识入手，逐步深入到更复杂的系统层次。