本科单片微型计算机原理及应用第1章

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1、高校计算机教材丛书单片微型计算机原理及应用张毅坤西安电子科技大学出版社目录第1章预备知识(数制与码制)第2章单片机基础第3章指令系统及汇编语言第4章单片机系统的扩展第5章输入/输出、中断、定时与串行通信第6章接口芯片与接口技术第7章单片机应用系统设计与开发第8章几种典型的单片机第1章预备知识(数制与码制)1.1进位计数制及各计数制间的转换1.2二进制数的运算1.3带符号数的表示方法——原码、反码、补码1.4定点数与浮点数1.5BCD码和ASCII码1.1进位计数制及各计数制间的转换数制是人们对事物数量计数的一种统计规律。在日常生活中最常用的是十进制,但在计算机

2、中,由于其电气元件最易实现的是两种稳定状态:器件的“开”与“关”;电平的“高”与“低”。因此,采用二进制数的“0”和“1”可以很方便地表示机内的数据运算与存储。在编程时,为了方便阅读和书写,人们还经常用八进制数或十六进制来表示二进制数。虽然一个数可以用不同计数制形式表示它的大小,但该数的量值则是相等的。1.1.1进位计数制当进位计数制采用位置表示法时,同一数字在不同的数位所代表的数值是不同的。每一种进位计数应包含两个基本的因素:(1)基数R(Radix):它代表计数制中所用到的数码个数。如:二进制计数中用到0和1两个数码；而八进制计数中用到0～7共八个数码。一

3、般地说,基数为R的计数制(简称R进制)中,包含0、1、…、R-1个数码,进位规律为“逢R进1”。(2)位权W(Weight):进位计数制中,某个数位的值是由这一位的数码值乘以处在这一位的固定常数决定的,通常把这一固定常数称之为位权值,简称位权。各位的位权是以R为底的幂。如十进制数基数R=10,则个位、十位、百位上的位权分别为100,101,102。一个R进制数N,可以用以下两种形式表示:(1)并列表示法,或称位置计数法:(N)＝(KK…KKKK…K)RRn-1n-210-1-2-m(2)多项式表示法,或称以权展开式:(N)＝KRn-1＋KRn-2＋…＋KR1＋

4、KR0＋Rn-1n-210-mKR-1＋…＋KR-m=åKRi-1-miin=-1其中:m、n为正整数,n代表整数部分的位数；m代表小数部分的位数；Ki代表R进制中的任一个数码,0≤K≤R-1。i1.二进制数二进制数,R＝2,K取0或1,进位规律为“逢2进1”。i任一个二进制数N可表示为:(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＋0×2-22.八进制数八进制,R＝8,K可取0～7共8个数码中的任意1个,进位i规律

5、为“逢8进1”。任意一个八进制数N可以表示为:(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＋2×8-283.十六进制数十六进制数,Ｒ＝16,Ｋi可取0～15共16个数码中的任一个,但10～15分别用A、B、C、D、E、F表示,进位规律为“逢16进1”。任意一个十六进制数Ｎ可表示为:(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给出了以上3种进制数与十进制数的对应关系。为避免混淆,除用(N)R的方法区分不同进制数外,还常用数字后加字母作为标注。其中字母B(Binary)表示二进制数;字母Q(Octal的缩写为字母O,为区别数字0故写成Q)表示八进制数;字母D(Decimal)或不加字母表示十进制数;字母H(Hexadecimal)表示十六进制数。表1―1二、八、十、十六进制数码对应表1.1.2各种进制数间的相互转换1.各种进制数转换成十进制数各种进制数转换成十进制数的方法是:将各进制数先按权展成多项式,再利用十进制

7、运算法则求和,即可得到该数对应的十进制数。例1:将数1001.101B,246.12Q,2D07.AH转换为十进制数。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＝11527.6252.十进制数转换为二、八、十六进制数任一十进制

8、数N转换成q进制数,先将整数部分与小数