走进单片机世界(二)

三．编码
由于计算机只能识别0和1两种状态，诸如数据、指令以及符号等只能以二进制的形式表示。按照一定的规律将这些讯息转换为对应的二进制代码称为编码。常用的信息编码有BCD码、ASCII码等。
二――十进制编码（ＢＣＤ）
计算机中的数据处理是以二进制数运算法则进行的．但由于二进制数对操作人员来说不直观、容易出错，因此在计算机的输入输出中希望以人们熟悉的十进制数形式进行。因此找到一个比较适合于十进制数系统的二进制编码的特殊形式，即二进制编码的十进制数，简称BCD码。在BCD码中是用4位二进制数给十进制数0~9十个数进行编码，称之为二――十进制数。
由于４位二进制数从００００到１１１１可以表示１６个数，所以理论上可以任选其中的１０中代码来表示０到９的１０个数字，但通常采用０到９数字对应的８４２１码作为其代码，从而称８４２１ＢＣＤ码，这种编码方式与十进制数的关系相当直观，它们之间的转换也是十分简单的．
ＢＣＤ码与十进制数的相互转换：按照ＢＣＤ码的四位编码与十进制数的关系，每一位十进制数用四位８４２１ＢＣＤ码表示即可：每组ＢＣＤ码数用一位十进制数表示．
例：将十进制数８７转换为ＢＣＤ码．
解：８７＝１００００１１１ＢＣＤ
例：将二进制数０１１０１００１ＢＣＤ转换为十进制数
解：０１１０１００１＝６９
ＢＣＤ码数与十进制数之间的转换不是直接完成的．ＢＣＤ码数先转换为十进制数，然后再油十进制数转换为二进制数，反之，将二进制数转换为十进制数，然后再由十进制数转换为ＢＣＤ码数．
ＢＣＤ码数与十进制数的对照表

十进制数	8421BCD码	十进制数	8421BCD码
0	0000	8	1000
1	0001	9	1001
2	0010	10	0001 0000
3	0011	11	0001 0001
4	0100	12	0001 0010
5	0101	13	0001 0011
6	0110	14	0001 0100
7	0111	15	0001 0101

二进制、十进制、十六进制数、BCD码的对应关系

十进制数	十六进制	二进制	BCD码	十进制数	十六进制	二进制	BCD码
0	0	00000000	00000000	10	A	00001010	00010000
1	1	00000001	00000001	11	B	00001011	00010001
2	2	00000010	00000010	12	C	00001100	00010010
3	3	00000011	00000011	15	F	00001111	00010101
4	4	00000100	00000100	100	64	10000000	10000000

字符的ASCII码
在计算机中除了数字用二进制表示之外,字母和各种字符也必须用二进制表示,目前最普遍使用的为ASCII码.ASCII码是美国信息交换标准代码(American Standard Code for Information Inter-change)的缩写，它采用了7位二进制代码对字符进行编码，故可以表示128个不同的字符。
阿拉伯数字0~9的ASCII码分别为30H~39H，大写英文字母A、B……、Z的ASCII码则是从41H开始依次往上编排。回车符CR的ASCII码为0DH。


四．常用计数制的对应关系
下表列出了常用数值0~15的各种数制间的对应关系，在以后的学习中经常用到，要求能够熟练掌握。

十进制	二进制	十六进制	十进制	二进制	十六进制
0	0000B	0H	8	1000B	8H
1	0001	1H	9	1001B	9H
2	0010B	2H	10	1010B	AH
3	0011B	3H	11	1011B	BH
4	0100B	4H	12	1100B	CH
5	0101B	5H	13	1101B	DH
6	0110B	6H	14	1110B	EH
7	0111	7H	15	1111B	FH

五．逻辑数据的表示
为了使计算机具有逻辑判断能力，就需要逻辑数据，并能对它们进行逻辑运算，得出一个逻辑式的判断结果。每个逻辑变量或逻辑运算的结果产生逻辑值，该逻辑值仅取真或假两个值。判断成立为真，不成立为假。在计算机内常用0和1表示这两个逻辑值，0表示假，1表示真。
最基本的逻辑运算有与、或、非3种。
1．逻辑与
逻辑与也称之为逻辑乘，最基本的与运算有两个输入量和一个输出量。逻辑与可以用两个串联开关来等效。用语言描述就是：只有两个输入量都是1时，输出才为1。或者说有0为0，全1出1。
它的运算规则：0×0=0
0×1=0
1×0=0
1×1=1

2．逻辑或
逻辑或也叫逻辑加，最基本的逻辑或有两个输入量和一个输出量。逻辑或可用两个并联的开关来等效。用语言描述就是：只有两输入量都是0时，输出才为0，或者可以这样说有1为1，全0为0。
它的运算规则：0+0=0
0+1=1
1+0=1
1+1=1
3．逻辑非
逻辑非即取反，逻辑非可以用灯的并联开关来等效。用语言描述就是：1的反是0，0的反是1。

六．计算机的常用术语

用于照明的灯有两种状态，即亮与灭。如果规定灯亮为1，灭为0，那么两盏灯的亮和灭的状态可见下表

状态	○ ○	○ ●	● ○	● ●
表达	0 0	0 1	1 0	1 1

注：○表示灯灭，●表示灯亮。

1．位
一盏灯的亮与灭，可以分别代表两种状态：0和1。实际上这就是一个二进制位，一盏灯就是一位。位（BIT）的定义就是：位是计算机中所能表示的最小数据单位。
1．字节
一盏灯可以表示0和1两种状态，两盏灯可以表示00、01、10、11四种状态，也就是可以表示0、1、2和3。计算机通常把8位放在一起，同时计数，可以表示0~255一共256种状态。相邻8位二进制码称之为一个字节（BYE），用B表示。
字节（B）是一个比较小的单位，常用的还有KB和MB等。
1KB=1024B
1MB=1024KB=1024×1024B
3．字和字长
字是计算机内部进行数据处理的基本单位。由若干位二进制码组成，通常与计算机内部的寄存器、运算器、数据总线的宽度一致。每个字所包含的位数称为字长。若干个字节定义为一个字，不同的计算机有不同的字长。如80C51系列单片机是8位机，就是指它的字长是8位，其内部的运算器等都是8位的，每次参加运算的二进制位只有8位，而以8086为主芯片的PC机是16位的，既每次参加运算的二进制位有16位。
字长是计算机中一个重要指标，一般而言，字长越长，性能越好。
8位字长可表达的数的范围是0~255，这意味着参加运算的各个数据不能超过255，并且运算的结果和中间结果也不能超过255，否则就出错。但在解决实际问题时，往往有超过255的要求。比如单片机用于测量温度时，假设测温范围是0~1000℃，就超过了255的范围了。为了要表示这样的数，需要用两个字节组合起来表示温度。这样，在进行运算时就花更长时间。比如做一次乘法，如果乘数和被乘数都用一个字节表示，只要一步（1行程序）就完成了，而使用两个数组合起来，做一次乘法可能需要5步（5行程序）或更多才能完成。同样的问题，如果用16位计算机来解决，它的表达范围可以是0~65535，只要一次运算就可以解决问题，所需时间就少了。

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