單片機(jī)原理與應(yīng)用（第二版）ChapterOne單片機(jī)的基礎(chǔ)知識(shí)1.1單片機(jī)概況單片機(jī)單片機(jī)又稱(chēng)單片微控制器(Microcontroller)，國(guó)外普遍稱(chēng)為MCU（MicroControlUint）,其基本結(jié)構(gòu)是將微型計(jì)算機(jī)的基本功能部件：中央處理機(jī)(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口（I/O）、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、中斷系統(tǒng)等全部集成在一個(gè)半導(dǎo)體芯片上。單片機(jī)結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)，在硬件、指令系統(tǒng)及I/O處理能力等方面都有獨(dú)到之處，具有較強(qiáng)而有效的控制功能。雖然單片機(jī)只是一個(gè)芯片，但無(wú)論從組成還是從其邏輯功能上來(lái)看，都具有微機(jī)系統(tǒng)的含義。另一方面，單片機(jī)畢竟是一個(gè)芯片，只有外加所需的外部設(shè)備，才可以構(gòu)成實(shí)用的單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。PC機(jī)與單片機(jī)1、PC機(jī)：PC機(jī)系統(tǒng)全力實(shí)現(xiàn)海量高速數(shù)據(jù)處理，兼顧控制功能。2、單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)系統(tǒng)全力滿(mǎn)足測(cè)控對(duì)象的測(cè)控功能，兼顧數(shù)據(jù)處理能力。1.1.1單片機(jī)的結(jié)構(gòu)與組成中央處理器（CPU）是單片機(jī)的核心單元，通常由算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU和控制部件構(gòu)成。（CentralProcessingUnit）ROM存放程序（ROM：read-onlymemory）RAM存放數(shù)據(jù)（RAM：randomaccessmemory）I/OI/O為輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。（Input/Output）單片機(jī)用片內(nèi)總線(BUS)實(shí)現(xiàn)CPU、ROM、RAM、I/O各模塊之間的信息傳遞。單片機(jī)的結(jié)構(gòu)單片機(jī)的一般結(jié)構(gòu)可用上圖所示的方框圖描述。系統(tǒng)時(shí)鐘是單片機(jī)運(yùn)行節(jié)拍的基準(zhǔn)單元。系統(tǒng)時(shí)鐘類(lèi)似于PC微機(jī)中的主頻。是反映單片機(jī)運(yùn)行速度的重要指標(biāo)。定時(shí)器/計(jì)數(shù)器（T/C）用于單片機(jī)內(nèi)部精確定時(shí)或?qū)ν獠渴录ㄈ巛斎氲拿}沖信號(hào)）進(jìn)行計(jì)數(shù)，有的單片機(jī)內(nèi)部有多個(gè)定時(shí)/計(jì)數(shù)器。串口輸入/輸出口用于單片機(jī)和串行設(shè)備或其他單片機(jī)的通信。串行通信是單片機(jī)與其他設(shè)備進(jìn)行信息交換最簡(jiǎn)單和廉價(jià)的方式。（1）寄存器系列通用寄存器、專(zhuān)用寄存器。（2）運(yùn)算器累加器，暫存寄存器，標(biāo)志寄存器，算術(shù)邏輯單元；（3）控制器程序計(jì)數(shù)器PC，指令寄存器，指令譯碼器，定時(shí)和控制邏輯電路；微處理器總線總線：用于傳送信息的公共途徑總線分為：⑴數(shù)據(jù)總線；⑵地址總線；⑶控制總線RAM(Random-accessmemory)特點(diǎn)：讀寫(xiě)速度快，可隨機(jī)寫(xiě)入或讀出，讀寫(xiě)方便；電源斷電后，存儲(chǔ)信息丟失。

作用：存放各種數(shù)據(jù)。ROM分類(lèi)：

①M(fèi)askROM（掩膜ROM）

②OTPROM（OneTimeProgrammableROM）

③EPROM（ErasableProgrammableROM）

④E2PROM（ElectricallyEPROM）

⑤FlashROM存儲(chǔ)器分類(lèi)ROM(Read-onlymemory.)

特點(diǎn)：信息寫(xiě)入后，能長(zhǎng)期保存，不會(huì)因斷電而丟失。

作用：存放固定程序和數(shù)據(jù)。

存儲(chǔ)器作用：存放程序和數(shù)據(jù)單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器EPROM（erasableprogrammablereadonlymemory）。MCS-51系列的單片機(jī)8751上就使用的是EPROM，還有單獨(dú)的EPROM存儲(chǔ)器芯片（如2764）。MaskROM又稱(chēng)為掩膜的只讀存儲(chǔ)器，程序編寫(xiě)完畢，確保無(wú)錯(cuò)誤的情況下，將程序交給ROM生產(chǎn)廠家寫(xiě)入，不能再擦除重寫(xiě)。適合大批量穩(wěn)定生產(chǎn)的產(chǎn)品，當(dāng)用量很大時(shí)，單片的成本最低。OTPROM（OneTimeProgrammableROM）是一次性編程的只讀存儲(chǔ)器，不能擦除重寫(xiě)，這種程序存儲(chǔ)器的單片機(jī)，正在被flash存儲(chǔ)器的單片機(jī)代替，例如OTPROM的單片機(jī)PIC16C7x系列被相同類(lèi)別flash存儲(chǔ)器的PIC16F7x代替。目前使用片內(nèi)flash程序存儲(chǔ)器（也稱(chēng)為“閃存”）的單片機(jī)是使用的主流，例如常用的AT89C、AT89S等系列單片機(jī)，這種flash的程序存儲(chǔ)器可以用電直接反復(fù)的多次擦和寫(xiě)，使用方便?，F(xiàn)在使用的U盤(pán)、MP3、數(shù)碼相機(jī)用的CF卡等，都是使用flash作為存儲(chǔ)介質(zhì)的。單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）：是斷電后信息會(huì)丟失的存儲(chǔ)器，這種存儲(chǔ)器可以快速反復(fù)的修改信息，用來(lái)存放程序運(yùn)行時(shí)的工作變量和數(shù)據(jù)。單片機(jī)大多使用SRAM。SRAM:靜態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（StaticRandom-AccessMemory，SRAM）。所謂的“靜態(tài)”，是對(duì)比DRAM，SRAM只要保持通電，里面儲(chǔ)存的數(shù)據(jù)就可以恒常保持。DRAM：（DynamicRandomAccessMemory）DRAM動(dòng)態(tài)隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，主要用于計(jì)算機(jī)、手機(jī)等大容量?jī)?nèi)存。DRAM只能將數(shù)據(jù)保持很短的時(shí)間。為了保持?jǐn)?shù)據(jù)，必須隔一段時(shí)間刷新（refresh）一次，如果存儲(chǔ)單元沒(méi)有被刷新，存儲(chǔ)的信息就會(huì)丟失。為了敘述的方便，把單片機(jī)的程序存儲(chǔ)器統(tǒng)稱(chēng)為ROM；將單片機(jī)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器統(tǒng)稱(chēng)為RAM。功能部件1.1.2單片機(jī)的分類(lèi)與指標(biāo)位數(shù)存儲(chǔ)器I/O口速度工作電壓功耗使用溫度1.1.3MCS-51單片機(jī)及其兼容產(chǎn)品

1976年Intel公司推出MCS-48系列8位單片機(jī)，是單片機(jī)發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)重要里程碑標(biāo)志。目前，8位單片機(jī)仍然是單片機(jī)的主流產(chǎn)品。產(chǎn)品種類(lèi)十分繁雜，主要有：Intel公司的MCS-51系列機(jī)、FREESCALE公司的HC08系列機(jī)、Microchip的PIC系列、以及Atmel公司的基于MCS-51內(nèi)核的單片機(jī)AT89系列和AVR系列等。除8位單片機(jī)外，16位/32位單片機(jī)也相繼產(chǎn)生。16位的代表產(chǎn)品有FREESCALE公司的S12系列，TI公司的MPS430系列等。32位的代表產(chǎn)品有ST公司的STM32F系列等。80C51優(yōu)點(diǎn)01性能價(jià)格比高；02開(kāi)發(fā)裝置多；03國(guó)內(nèi)技術(shù)人員熟悉；04芯片功能夠用適用；05有眾多芯片制造廠商加盟，可廣泛選擇。1.2.2TI公司的超低功耗型MSP430系列單片機(jī)1.2.1Microchip的PIC系列單片機(jī)1.2.4ADI公司的ADuC8xx系列單片機(jī) 1.2.3Atmel公司的AVR系列單片機(jī)1.2其他單片機(jī)系列1.2.6ST公司的STM32Fxxx系列單片機(jī) 1.2.5飛思卡爾公司的HCS12X系列單片機(jī)與PC相比單片機(jī)的特點(diǎn)1.3單片機(jī)的特點(diǎn)及應(yīng)用領(lǐng)域1、ROM和RAM嚴(yán)格區(qū)分2、面向控制的指令系統(tǒng)3、I/O口的多功能、高可靠4、品種規(guī)格的系列化5、硬件功能的通用性單片機(jī)與通用微型計(jì)算機(jī)相比，在硬件結(jié)構(gòu)和指令設(shè)置上有以下不同之處：存儲(chǔ)器ROM和RAM是嚴(yán)格分工的。ROM用作程序存儲(chǔ)器，只存放程序、常數(shù)和數(shù)據(jù)表格，而RAM用作數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，存放臨時(shí)數(shù)據(jù)和變量。這樣的設(shè)計(jì)方案使單片機(jī)更適用于實(shí)時(shí)控制（也稱(chēng)為現(xiàn)場(chǎng)控制或過(guò)程控制）系統(tǒng)。將已調(diào)試好的程序固化（即對(duì)ROM編程，也稱(chēng)燒錄或者燒寫(xiě)）在程序存儲(chǔ)空間ROM中，這樣不僅掉電時(shí)程序不丟失，還避免了程序被破壞，從而確保了程序的安全性。與通用微型計(jì)算機(jī)使用的磁盤(pán)/光盤(pán)存儲(chǔ)設(shè)備相比，單片機(jī)的ROM是一種電子存儲(chǔ)器，更加適合在振動(dòng)、粉塵等惡劣的工作環(huán)境。實(shí)時(shí)控制僅需容量較小的RAM，用于存放少量隨機(jī)數(shù)據(jù)，這樣有利于提高單片機(jī)的操作速度。采用面向控制的指令系統(tǒng)。在實(shí)時(shí)控制方面，尤其是在位操作方面單片機(jī)有著不俗的表現(xiàn)。輸入/輸出（I/O）端口引腳通常設(shè)計(jì)有多種功能。在設(shè)計(jì)時(shí)，究竟使用多功能引腳的哪一種功能，則可以由用戶(hù)編程確定。品種規(guī)格的系列化。屬于同一個(gè)產(chǎn)品系列、不同型號(hào)的單片機(jī)，通常具有相同的內(nèi)核、相同或兼容的指令系統(tǒng)。其主要的差別僅在片內(nèi)配置了一些不同種類(lèi)或不同數(shù)量的功能部件，以適用不同的被控對(duì)象。單片機(jī)的硬件功能具有廣泛的通用性。同一種單片機(jī)可以用在不同的控制系統(tǒng)中，只是其中所配置的軟件不同而已。換言之，給單片機(jī)固化上不同的軟件，便可形成用途不同的專(zhuān)用智能芯片。有時(shí)將這種芯片稱(chēng)為固件（Firmware）。1.3.1單片機(jī)的特點(diǎn)具有較高的性能價(jià)格比。高性能、低價(jià)格是單片機(jī)最顯著的特點(diǎn)，其應(yīng)用系統(tǒng)具有印制板小、接插件少、安裝調(diào)試簡(jiǎn)單方便等特點(diǎn)，使單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的性能價(jià)格比大大高于一般微機(jī)系統(tǒng)。體積小，可靠性高。由單片機(jī)組成的應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，其體積特別小，極易對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行電磁屏蔽等抗干擾措施。另一方面，單片機(jī)不易受外界的干擾。所以單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)的可靠性比一般微機(jī)系統(tǒng)高得多。1.3.1單片機(jī)的特點(diǎn)控制功能強(qiáng)。單片機(jī)采用面向控制的指令系統(tǒng)，實(shí)時(shí)控制功能特別強(qiáng)。CPU可以直接對(duì)I/0口進(jìn)行輸入、輸出操作及邏輯運(yùn)算，并且具有很強(qiáng)的位處理能力，能有針對(duì)性解決由簡(jiǎn)單到復(fù)雜各類(lèi)控制任務(wù)。使用方便、容易產(chǎn)品化。由于單片機(jī)具有休積小、功能強(qiáng)、性能價(jià)格比較高、系統(tǒng)擴(kuò)展方便、硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，而且單片機(jī)開(kāi)發(fā)工具具有很強(qiáng)的軟、硬件調(diào)試功能，使研制單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)極為方便，加之現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行環(huán)境的可靠性，因此使單片機(jī)能滿(mǎn)足許多小型對(duì)象的嵌入式應(yīng)用要求，可廣泛應(yīng)用在儀器儀表、家用電器、智能玩具、控制系統(tǒng)等領(lǐng)域中，形成新的智能型產(chǎn)品。單片機(jī)由于其體積小、功耗低、價(jià)格低廉，且具有邏輯判斷、定時(shí)計(jì)數(shù)、程序控制等多種功能，廣泛應(yīng)用于儀器儀表、家用電器、醫(yī)用設(shè)備、航空航天、專(zhuān)用設(shè)備的智能化管理及過(guò)程控制等領(lǐng)域。單片機(jī)在工業(yè)測(cè)量?jī)x表中的應(yīng)用在各種智能傳感器、變送器、各種現(xiàn)場(chǎng)總線的智能儀表中均有不同類(lèi)型的單片機(jī)。1.3.2單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域單片機(jī)在實(shí)時(shí)控制中的應(yīng)用單片機(jī)廣泛地應(yīng)用于各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。例如，在工業(yè)測(cè)控、航空航天、尖端武器等各種實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)中。單片機(jī)在分布式多機(jī)系統(tǒng)中的應(yīng)用在主從式多機(jī)系統(tǒng)中，單片機(jī)往往作為控制器，分布在系統(tǒng)的各個(gè)前端，對(duì)前端節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)信息采集或者節(jié)點(diǎn)控制，它們通過(guò)通信總線相互聯(lián)系、協(xié)調(diào)工作。消費(fèi)類(lèi)電子產(chǎn)品上的應(yīng)用在家電領(lǐng)域，如洗衣機(jī)、空調(diào)器、保安門(mén)禁系統(tǒng)、電視機(jī)、機(jī)頂盒等都有單片機(jī)的應(yīng)用。1234單片機(jī)在醫(yī)療儀器上的應(yīng)用在現(xiàn)代醫(yī)學(xué)醫(yī)療儀器和康復(fù)器械中大量使用單片機(jī)，增加了儀器的準(zhǔn)確性和操作的便利性，協(xié)助醫(yī)生提高診斷和治療水平，例如，數(shù)字心電圖機(jī)、B超、心臟起搏器、各種肢體康復(fù)儀等終端及外部設(shè)備控制單片機(jī)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)終端設(shè)備，如銀行終端、商業(yè)POS（自動(dòng)收款機(jī)）、復(fù)印機(jī)等，以及計(jì)算機(jī)外部設(shè)備，如打印機(jī)、繪圖機(jī)、傳真機(jī)、鍵盤(pán)和通信終端等。汽車(chē)電子在中高級(jí)汽車(chē)中包括單片機(jī)在內(nèi)的電子設(shè)備在整個(gè)汽車(chē)整車(chē)成本中所占的比例越來(lái)越高。例如，對(duì)于汽車(chē)燈光、儀表、門(mén)窗、雨刮、開(kāi)關(guān)等車(chē)身系統(tǒng)，每個(gè)功能單元都作為一個(gè)控制節(jié)點(diǎn)，每個(gè)節(jié)點(diǎn)都會(huì)有一個(gè)單片機(jī)，采用CAN總線將各節(jié)點(diǎn)連接。與傳統(tǒng)汽車(chē)的線束相比，不僅節(jié)約線束，可靠性高，性能好。單片機(jī)在機(jī)電一體化中的應(yīng)用機(jī)電一體化產(chǎn)品是指集機(jī)械技術(shù)、微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感器技術(shù)于一體，具有智能化特征的機(jī)電產(chǎn)品。單片機(jī)作為產(chǎn)品中的控制器，可提高機(jī)器的自動(dòng)化、智能化程度。5678單片機(jī)系統(tǒng)由兩大部分組成:1.4單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)組成單片機(jī)系統(tǒng)的物理實(shí)體；對(duì)硬件使用和管理的程序。硬件：軟件：一個(gè)單片機(jī)的簡(jiǎn)單應(yīng)用系統(tǒng)單片機(jī)的I/O電平AT89C51單片機(jī)的I/O口（圖中的P3.2、P2.0、P2.7等）是數(shù)字端口，所謂數(shù)字端口只有兩種狀態(tài)邏輯1和邏輯0。一般規(guī)定邏輯1是指高電平，邏輯0是低電平。也就是說(shuō)，單片機(jī)的輸入只接受高電平或低電平，而輸出要么高電平，要么低電平。對(duì)于5V電源的數(shù)字電路，理想的低電平是0V；高電平是5V。而實(shí)際的高/低電平是一個(gè)電壓范圍，那么在單片機(jī)系統(tǒng)中，什么范圍的電平是高電平和低電平？MCS51單片機(jī)的I/O電平——TTL電平高電平輸入最小2V，輸出最小2.4V低電平輸入最大0.8V，輸出最大0.4V標(biāo)準(zhǔn)TTL電平：?jiǎn)纹瑱C(jī)電路中三極管的應(yīng)用在單片機(jī)電路中三極管大多數(shù)工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)，或者飽和導(dǎo)通，或者截止。在設(shè)計(jì)時(shí)要根據(jù)負(fù)載電流的情況和單片機(jī)的驅(qū)動(dòng)能力，以及三極管電流放大倍數(shù)，提供三極管足夠的基極電流，保證三極管的飽和導(dǎo)通。Register：寄存器、累加器、寄存器組/堆ALU：AlgebraLogicUnitCPU：CentralProcessingUnitMemory：存儲(chǔ)器I/O：Interface,Device&EquipmentMPU：Micro-ProcessorUnitMCU：MicroControlUnitDSP：DigitalSignalProcessorROM：read-onlymemoryRAM：randomaccessmemoryEPROM：ElectricallyProgrammableReadOnlyMemoryFlashMemory,EEPROM(ElectricallyEPROM)BIT：位BYTE：字節(jié)（8BIT）WORD：字（16BIT）DWORD：雙字（32BIT）BUS：總線（A-BUS、D-BUS、C-BUS）INSTRUCTION：指令PROGRAM：程序名詞術(shù)語(yǔ)十進(jìn)制數(shù)是人們習(xí)慣使用的進(jìn)制。計(jì)算機(jī)只能“識(shí)別”二進(jìn)制數(shù)。為了書(shū)寫(xiě)和識(shí)讀方便，計(jì)算機(jī)程序需要用十六進(jìn)制數(shù)表示。十進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)之間的關(guān)系、相互轉(zhuǎn)換和運(yùn)算方法，是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)必備的基礎(chǔ)知識(shí)。12341.5單片機(jī)中數(shù)的數(shù)制與編碼引言：1.5.1進(jìn)位計(jì)數(shù)制主要特點(diǎn)：①基數(shù)是10。有10個(gè)數(shù)碼（數(shù)符）構(gòu)成：

0、1、2、3、4、5、6、7、8、9。②進(jìn)位規(guī)則是“逢十進(jìn)一”。十進(jìn)制數(shù)【例】

1234.56

=1×103+2×102+3×101+4×100+5×10-1+6×10-2

=1000+200+30+4+0.5+0.06

上述，103、102、101、100、10-1、10-2

稱(chēng)為十進(jìn)制數(shù)各數(shù)位的“權(quán)”。十進(jìn)制的基為10，即它所使用的數(shù)碼為0～9，共10個(gè)數(shù)字。十進(jìn)制各位的權(quán)是以10為底的冪，每個(gè)數(shù)因所處位置不同，其值是不同的，每一位數(shù)是其右邊相鄰那位數(shù)的10倍。計(jì)數(shù)規(guī)律：逢10進(jìn)1。任意一個(gè)十進(jìn)制數(shù)(S)10，可以表示為(S)10=kn10n-1+kn-110n-2+…+k1100+k010-1+k-110-2+…+k-m10-m-1式中，ki是0～9中的任意一個(gè)數(shù)字,m、n是正整數(shù)，10是十進(jìn)制的基數(shù)。例如：

(2006.2)10=2×103+0×102+0×101+6×100+2×10-1十進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)制主要特點(diǎn)：①基數(shù)是2。只有兩個(gè)數(shù)碼：0和1。進(jìn)位規(guī)則是“逢二進(jìn)一”。

每左移一位,數(shù)值增大一倍；右移一位,數(shù)值減小一半。二進(jìn)制數(shù)用尾綴B作為標(biāo)識(shí)符。二進(jìn)制數(shù)【例】111.11B=1×22+1×21+1×20+1×2-1+1×2-2=7.75

其中，22、21、20、2-1、2-2

稱(chēng)為二進(jìn)制數(shù)各數(shù)位的“權(quán)”二進(jìn)制的基為2，即它所使用的數(shù)碼為0、1，共2個(gè)數(shù)字。二進(jìn)制各位的權(quán)是以2為底的冪，每個(gè)數(shù)因所處位置不同，其值是不同的，每一位數(shù)是其右邊相鄰那位數(shù)的2倍。計(jì)數(shù)規(guī)律：逢2進(jìn)1。任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)(S)2可以表示成(S)2=kn2n-1+kn-12n-2+…+k120+k02-1+k-12-2+…+k-m2-m-1式中，ki只能取0或1,m、n是正整數(shù)，2是二進(jìn)制的基數(shù)。例如：

(1101.101)2=1×23+1×22+0×21+1×20+1×2-1+0×2-2+1×2-3二進(jìn)制數(shù)只有2個(gè)數(shù)碼，即0和1，在計(jì)算機(jī)中容易實(shí)現(xiàn)。二進(jìn)制的0和1就代表單片機(jī)中的低電平和高電平。二進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)制主要特點(diǎn)：①基數(shù)是16。共有16個(gè)數(shù)符構(gòu)成：

0、1、…、9、A、B、C、D、E、F。其中，A、B、C、D、E、F代表的數(shù)值分別為：

10、11、12、13、14、15。②進(jìn)位規(guī)則是“逢十六進(jìn)一”。十六進(jìn)制數(shù)用尾綴H表示。十六進(jìn)制數(shù)【例】A3.4H

=10×161+3×160+4×16-1

=160+3+0.25

=163.25

其中，163、162、161、160、16-1、16-2

稱(chēng)為十六進(jìn)制數(shù)各數(shù)位的“權(quán)”。十六進(jìn)制的基為16，即它所使用的數(shù)碼為0～9、A～F，共16個(gè)數(shù)字。十六進(jìn)制各位的權(quán)是以16為底的冪，每個(gè)數(shù)因所處位置不同，其值是不同的，每一位數(shù)是其右邊相鄰那位數(shù)的16倍。計(jì)數(shù)規(guī)律：逢16進(jìn)1。任意一個(gè)十六進(jìn)制數(shù)(S)16可以表示成(S)16=kn16n-1+kn-116n-2+…+k1160+k016-1+k-116-2+…+k-m16-m-1式中，ki可取0,1,2,…,9,A,B,C,D,E,F等16個(gè)數(shù)碼、字母之一。用A～F表示10～15。m、n是正整數(shù)。16為十六進(jìn)制的基數(shù)。例如：

(A2E3)16=10×163+2×162+14×161+3×160十六進(jìn)制數(shù)在書(shū)寫(xiě)中可使用另一種表示方式，如(A2E3)16可表示為A2E3H。十六進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)制十進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制數(shù)十六進(jìn)制數(shù)二進(jìn)制數(shù)000H0000B110BH1011B101H0001B120CH1100B202H0010B130DH1101B303H0011B140EH1110B404H0100B150FH1111B505H0101B1610H00010000B606H0110B1711H00010001B707H0111B1812H00010010B808H1000B1913H00010011B909H1001B2014H00010100B100AH1010B2115H00010101B十六進(jìn)制數(shù)、二進(jìn)制數(shù)和十進(jìn)制數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系表1.5.2進(jìn)位計(jì)數(shù)制的相互轉(zhuǎn)換⑴二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)

①整數(shù)部分：

自右向左，四位一組，不足四位，向左填零，各部分用相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)替代；

②小數(shù)部分：

自左向右，四位一組，不足四位，向右填零，各部分用相應(yīng)的十六進(jìn)制數(shù)替代；

⒈二進(jìn)制數(shù)與十六進(jìn)制數(shù)相互轉(zhuǎn)換二進(jìn)制十六進(jìn)制二進(jìn)制十六進(jìn)制00000100080001110019001021010A001131011B010041100C010151101D011061110E011171111F⑵十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)每位十六進(jìn)制數(shù)分別用相應(yīng)4位二進(jìn)制數(shù)替代整數(shù)部分的轉(zhuǎn)換小數(shù)部分的轉(zhuǎn)換2十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)的方法：除2取余法十進(jìn)制數(shù)整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)的方法：除16取余法十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)的方法：乘2取整法十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制小數(shù)的方法：乘16取整法1.5.3二進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù)運(yùn)算 00110101B + 10011100B

二進(jìn)制數(shù)加法運(yùn)算規(guī)則：0+0=0，0+1=1+0=1，

1+1=0（向高位進(jìn)1）。11010001B1 10110101B + 10011100B 二進(jìn)制數(shù)減法運(yùn)算規(guī)則：0-0=0，1-0=0，1-1=0，

0-1=1（向高位借1）。00011001B2 1101B x 1001B 二進(jìn)制數(shù)乘法運(yùn)算規(guī)則：0-0=0，1-0=0，1-1=0，

0-1=1（向高位借1）。11013+ 1101 1110101B二進(jìn)制數(shù)除法運(yùn)算411110

1101√11101101001－

1101－

1101二進(jìn)制數(shù)“與”運(yùn)算規(guī)則：0∧0=0，1∧0=0，

1∧0=0，1∧1=1。5 10110101B ∧10011100B10010100B二進(jìn)制數(shù)“或”運(yùn)算規(guī)則：0∨0=0，1∨0=0，

1∨1=0，0∨1=1。6 10110101B ∨10011100B10111101B十六進(jìn)制數(shù)運(yùn)算1.先將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)，2.然后根據(jù)二進(jìn)制運(yùn)算法則進(jìn)行運(yùn)算，3.再轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制數(shù)。8原碼、反碼和補(bǔ)碼數(shù)的正負(fù)表示形式：

D7=1

表示負(fù)數(shù)，D7=0

表示正數(shù)。

D7

D6D5D4D3D2D1D0

符號(hào)位數(shù)值位

在計(jì)算機(jī)中，機(jī)器數(shù)有三種表示方法：原碼反碼補(bǔ)碼[X]反

=[X]原數(shù)值位取反，符號(hào)位不變。

采取補(bǔ)碼運(yùn)算，可以將減法轉(zhuǎn)換成加法運(yùn)算。①對(duì)于正數(shù)：[X]原

=[X]反

=[X]補(bǔ)②對(duì)于負(fù)數(shù)：[X]補(bǔ)

=[X]反

+1無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù)無(wú)符號(hào)十進(jìn)制數(shù)原碼反碼補(bǔ)碼000000000+0+00000000011+1+1+1000000102+2+2+2……………01111101125+125+125+12501111110126+126+126+12601111111127+127+127+12710000000128-0-127-12810000001129-1-126-12710000010130-2-125-126……………11111101253-125-2-311111110254-126-1-211111111255-127-0-1原碼、反碼和補(bǔ)碼對(duì)應(yīng)關(guān)系表一、8421BCD碼1.5.4數(shù)碼和字符的代碼表示