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1、单片机实用教程单片机实用教程单片机基础知识单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识一、单片机的概念一、单片机的概念一、单片机的概念一、单片机的概念 单片机是近代计算机技术发展的一个分支单片机是近代计算机技术发展的一个分支单片机是近代计算机技术发展的一个分支单片机是近代计算机技术发展的一个分支嵌入嵌入嵌入嵌入式计算机系统。它是将计算机的主要部件：式计算机系统。它是将计算机的主要部件：式计算机系统。它是将计算机的主要部件：式计算机系统。它是将计算机的主要部件：CPUCPU、RAMRAM、ROMROM、定时器、定时器、定时器、定时器/计数器、输入计数器、输入计数器、输入计
2、数器、输入/输出接口电路等输出接口电路等输出接口电路等输出接口电路等集成在一块大规模的集成电路中，形成芯片级的微型计集成在一块大规模的集成电路中，形成芯片级的微型计集成在一块大规模的集成电路中，形成芯片级的微型计集成在一块大规模的集成电路中，形成芯片级的微型计算机称为单片微型计算机算机称为单片微型计算机算机称为单片微型计算机算机称为单片微型计算机(Single Chip Microcomputer)(Single Chip Microcomputer)简称单片机简称单片机简称单片机简称单片机 。单片机自从问世以来，就在控制领域得到广泛应用，单片机自从问世以来，就在控制领域得到广泛应用，单片机自
3、从问世以来，就在控制领域得到广泛应用，单片机自从问世以来，就在控制领域得到广泛应用，特别是近年来，许多功能电路都被集成在单片机内部，特别是近年来，许多功能电路都被集成在单片机内部，特别是近年来，许多功能电路都被集成在单片机内部，特别是近年来，许多功能电路都被集成在单片机内部，如如如如A/DA/D、D/AD/A、PWMPWM、WDTWDT、I I2 2 C C总线接口等，极大提总线接口等，极大提总线接口等，极大提总线接口等，极大提高了单片机的测量和控制能力，我们现在所说的单片机高了单片机的测量和控制能力，我们现在所说的单片机高了单片机的测量和控制能力，我们现在所说的单片机高了单片机的测量和控制能
4、力，我们现在所说的单片机已突破了微型计算机（已突破了微型计算机（已突破了微型计算机（已突破了微型计算机（MicrocomputerMicrocomputer）的传统内容，更）的传统内容，更）的传统内容，更）的传统内容，更准确的名称应为微控制器（准确的名称应为微控制器（准确的名称应为微控制器（准确的名称应为微控制器（MicrocontrollerMicrocontroller）。）。）。）。英文简写为：英文简写为：英文简写为：英文简写为：MCU/MPUMCU/MPU单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 单片机发展的起步阶段单片机发展的起步阶段单片机发展的起步阶段单
5、片机发展的起步阶段 最早期的单片机只有最早期的单片机只有最早期的单片机只有最早期的单片机只有4 4位，功能简单，位，功能简单，位，功能简单，位，功能简单，只能用于简单的控制。只能用于简单的控制。只能用于简单的控制。只能用于简单的控制。19741974年出现了年出现了年出现了年出现了8 8位单位单位单位单片机，由美国仙童公司首先推出典型的产片机，由美国仙童公司首先推出典型的产片机，由美国仙童公司首先推出典型的产片机，由美国仙童公司首先推出典型的产品有品有品有品有IntelIntel公司的公司的公司的公司的MCS48MCS48系列，系列，系列，系列，ZilogZilog公司公司公司公司的的的的Z8
6、Z8系列，系列，系列，系列，MotorolaMotorola公司的公司的公司的公司的MC6800MC6800等，等，等，等，单片机的性能有了较大提高，并正式命名单片机的性能有了较大提高，并正式命名单片机的性能有了较大提高，并正式命名单片机的性能有了较大提高，并正式命名为为为为Single Chip MicrocomputerSingle Chip Microcomputer。二、单片机的发展概况二、单片机的发展概况二、单片机的发展概况二、单片机的发展概况 单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 单片机发展的成熟阶段单片机发展的成熟阶段单片机发展的成熟阶段单片机发展
7、的成熟阶段 19791982 19791982年单片机发展进入成熟阶段，年单片机发展进入成熟阶段，年单片机发展进入成熟阶段，年单片机发展进入成熟阶段，单片机内部的体系结构得到进一步完善，单片机内部的体系结构得到进一步完善，单片机内部的体系结构得到进一步完善，单片机内部的体系结构得到进一步完善，面向对象、突出了控制功能，寻址的空间面向对象、突出了控制功能，寻址的空间面向对象、突出了控制功能，寻址的空间面向对象、突出了控制功能，寻址的空间范围扩大，规范了数据线、地址线的总线范围扩大，规范了数据线、地址线的总线范围扩大，规范了数据线、地址线的总线范围扩大，规范了数据线、地址线的总线结构，有了多功能的
8、异步串行接口结构，有了多功能的异步串行接口结构，有了多功能的异步串行接口结构，有了多功能的异步串行接口UARTUART，设置位地址空间，提供位寻址和位操作和设置位地址空间，提供位寻址和位操作和设置位地址空间，提供位寻址和位操作和设置位地址空间，提供位寻址和位操作和大量的控制转移指令等。形成了单片机标大量的控制转移指令等。形成了单片机标大量的控制转移指令等。形成了单片机标大量的控制转移指令等。形成了单片机标准结构。这时期最典型的产品就是准结构。这时期最典型的产品就是准结构。这时期最典型的产品就是准结构。这时期最典型的产品就是IntelIntel公公公公司的司的司的司的MCS51MCS51系列单片
9、机。系列单片机。系列单片机。系列单片机。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 微控制器形成阶段微控制器形成阶段微控制器形成阶段微控制器形成阶段 19821990 19821990年单片机完成向微控制年单片机完成向微控制年单片机完成向微控制年单片机完成向微控制器的转换，为进一步满足测控要求，器的转换，为进一步满足测控要求，器的转换，为进一步满足测控要求，器的转换，为进一步满足测控要求，将许多测控对象的接口电路集成到单将许多测控对象的接口电路集成到单将许多测控对象的接口电路集成到单将许多测控对象的接口电路集成到单片机内部，如片机内部，如片机内部，如片机内部，如A/D
10、A/D、D/AD/A、PWMPWM、DMADMA等。形成了不同于等。形成了不同于等。形成了不同于等。形成了不同于Single Chip Single Chip MicrocomputerMicrocomputer特点的微控制器特点的微控制器特点的微控制器特点的微控制器MCU MCU。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 微控制器百花齐放微控制器百花齐放微控制器百花齐放微控制器百花齐放 进入进入进入进入2020世纪世纪世纪世纪9090年代，随着半导体集年代，随着半导体集年代，随着半导体集年代，随着半导体集成电路技术微电子技术的发展，以及成电路技术微电子技术的发展，
11、以及成电路技术微电子技术的发展，以及成电路技术微电子技术的发展，以及电气制造商和半导体厂商的广泛参与，电气制造商和半导体厂商的广泛参与，电气制造商和半导体厂商的广泛参与，电气制造商和半导体厂商的广泛参与，微控制器进入百花齐放的发展时期微控制器进入百花齐放的发展时期微控制器进入百花齐放的发展时期微控制器进入百花齐放的发展时期 。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 小巧灵活、成本低，易于产品化，有优异小巧灵活、成本低，易于产品化，有优异小巧灵活、成本低，易于产品化，有优异小巧灵活、成本低，易于产品化，有优异的性能价格比的性能价格比的性能价格比的性能价格比 。集成度
12、高，有很高的可靠性，能在恶劣的集成度高，有很高的可靠性，能在恶劣的集成度高，有很高的可靠性，能在恶劣的集成度高，有很高的可靠性，能在恶劣的环境下工作。环境下工作。环境下工作。环境下工作。控制功能强，面向对象操作指令，可以直控制功能强，面向对象操作指令，可以直控制功能强，面向对象操作指令，可以直控制功能强，面向对象操作指令，可以直接对功能部件操作，易于实现从简单到复接对功能部件操作，易于实现从简单到复接对功能部件操作，易于实现从简单到复接对功能部件操作，易于实现从简单到复杂的各类控制任务。杂的各类控制任务。杂的各类控制任务。杂的各类控制任务。低功耗、低电压，便于生产便携式产品。低功耗、低电压，便
13、于生产便携式产品。低功耗、低电压，便于生产便携式产品。低功耗、低电压，便于生产便携式产品。三、单片机的特点三、单片机的特点三、单片机的特点三、单片机的特点 单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 工业自动化控制工业自动化控制工业自动化控制工业自动化控制 办公自动化设备办公自动化设备办公自动化设备办公自动化设备 智能仪器仪表智能仪器仪表智能仪器仪表智能仪器仪表 家用电器家用电器家用电器家用电器 医疗仪器设备医疗仪器设备医疗仪器设备医疗仪器设备 通信产品通信产品通信产品通信产品 航空航天等航空航天等航空航天等航空航天等 单片机应用已经深入到人类生活的各个领域。单片机应
14、用已经深入到人类生活的各个领域。单片机应用已经深入到人类生活的各个领域。单片机应用已经深入到人类生活的各个领域。四、单片机的应用领域四、单片机的应用领域四、单片机的应用领域四、单片机的应用领域 单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识五、单片机应用的环节五、单片机应用的环节五、单片机应用的环节五、单片机应用的环节 硬件电路设计硬件电路设计硬件电路设计硬件电路设计 程序编写、编译程序编写、编译程序编写、编译程序编写、编译 程序下载（编程）程序下载（编程）程序下载（编程）程序下载（编程）通电运行观察通电运行观察通电运行观察通电运行观察硬件设计软件设计编程环境编写程序编译
15、目标文件仿真编程器芯片内部（1）（2）（3）（4）单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识五、单片机应用的环节五、单片机应用的环节五、单片机应用的环节五、单片机应用的环节 硬件电路设计硬件电路设计硬件电路设计硬件电路设计 程序编写、编译程序编写、编译程序编写、编译程序编写、编译 程序下载（编程）程序下载（编程）程序下载（编程）程序下载（编程）通电运行观察通电运行观察通电运行观察通电运行观察硬件设计软件设计编程环境编写程序编译目标文件仿真编程器芯片内部（1）（2）（3）（4）单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 位：就是一位的二进制数，
16、其只能存放位：就是一位的二进制数，其只能存放位：就是一位的二进制数，其只能存放位：就是一位的二进制数，其只能存放“1”“1”或或或或“0”“0”，可以用来表示两种不同状态信息，可以用来表示两种不同状态信息，可以用来表示两种不同状态信息，可以用来表示两种不同状态信息，如开关的如开关的如开关的如开关的“通通通通”和和和和“断断断断”，电平的，电平的，电平的，电平的“高高高高”和和和和“低低低低”等等等等 。字节：字节：字节：字节：8 8位二进制数组成一个字节，既可以表位二进制数组成一个字节，既可以表位二进制数组成一个字节，既可以表位二进制数组成一个字节，既可以表示实际的数，也可以表示多个状态的组合
17、信示实际的数，也可以表示多个状态的组合信示实际的数，也可以表示多个状态的组合信示实际的数，也可以表示多个状态的组合信息息息息 。8 8位单片机中数是以字节为基本单位位单片机中数是以字节为基本单位位单片机中数是以字节为基本单位位单片机中数是以字节为基本单位 。字：两个字节组成一个字，也即字：两个字节组成一个字，也即字：两个字节组成一个字，也即字：两个字节组成一个字，也即1616位的二进制位的二进制位的二进制位的二进制数。数。数。数。一、位、字节、字的概念一、位、字节、字的概念一、位、字节、字的概念一、位、字节、字的概念 单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识1 1、
18、数制、数制、数制、数制 1)1)十进制数（十进制数（十进制数（十进制数（DecimalDecimal）特点：特点：特点：特点：基数为基数为基数为基数为1010，由，由，由，由0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9十个数码构成。十个数码构成。十个数码构成。十个数码构成。进位规则是进位规则是进位规则是进位规则是“逢十进一逢十进一逢十进一逢十进一”。二、数制与数制转换二、数制与数制转换二、数制与数制转换二、数制与数制转换 2)二进制数（二进制数（Binary）特点：特点：基数为基数为2，由，由0和和1两个数码构成。两个数码构成。进位规则是进位规则是“逢二进一逢
19、二进一”。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识3)3)十六进制数（十六进制数（十六进制数（十六进制数（HexadecimalHexadecimal）特点：特点：特点：特点：基数为基数为基数为基数为1616，由，由，由，由0 0、1 1、2 2、3 3、4 4、5 5、6 6、7 7、8 8、9 9、A A、B B、C C、D D、E E、F F十六个数码构成，其中十六个数码构成，其中十六个数码构成，其中十六个数码构成，其中A A、B B、C C、D D、E E、F F分别表示分别表示分别表示分别表示1010、1111、1212、1313、1414、1515 进位
20、规则是进位规则是进位规则是进位规则是“逢十六进一逢十六进一逢十六进一逢十六进一”。在单片机编程应用中，可以用上面的任一种数制来表在单片机编程应用中，可以用上面的任一种数制来表示数，但要在数的后面加表示数制的符号，二进制数为示数，但要在数的后面加表示数制的符号，二进制数为“B”，十六进制数为，十六进制数为“H”，十进制数为，十进制数为“D”，十进制，十进制数的符号数的符号“D”可以省略。可以省略。十六进制数本质上就是二进制数，十六进制数本质上就是二进制数，4位二进制数构成位二进制数构成1位十六进制数。位十六进制数。实际应用中一般用十六进制数。实际应用中一般用十六进制数。注：存储器的地址一般都采用
21、16进制数来表达比较方便单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识十进制数十六进制数二进制数十进制数十六进制数二进制数00H0000B88H1000B11H0001B99H1001B22H0010B10AH1010B33H0011B11BH1011B44H0100B12CH1100B55H0101B13DH1101B66H0110B14EH1110B77H0111B15FH1111B十进制数、十六进制数、二进制数对应关系表十进制数、十六进制数、二进制数对应关系表 单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识2 2、数制转换、数制转换、数制转换、
22、数制转换 1 1）二进制数与十六进制数间的转换）二进制数与十六进制数间的转换）二进制数与十六进制数间的转换）二进制数与十六进制数间的转换 二进制二进制二进制二进制十六进制十六进制十六进制十六进制 方法：以小数点为界分成左侧整数部分和右侧小数方法：以小数点为界分成左侧整数部分和右侧小数方法：以小数点为界分成左侧整数部分和右侧小数方法：以小数点为界分成左侧整数部分和右侧小数部分，整数部分从小数点开始，向左每部分，整数部分从小数点开始，向左每部分，整数部分从小数点开始，向左每部分，整数部分从小数点开始，向左每4 4位一组，位一组，位一组，位一组，不足不足不足不足4 4位在数的前面补位在数的前面补位在
23、数的前面补位在数的前面补0 0，小数部分从小数点开始，小数部分从小数点开始，小数部分从小数点开始，小数部分从小数点开始，向右每向右每向右每向右每4 4位一组，不足位一组，不足位一组，不足位一组，不足4 4位在数的后面补位在数的后面补位在数的后面补位在数的后面补0 0，然后每，然后每，然后每，然后每组用十六进制数码表示，并按序相连即可组用十六进制数码表示，并按序相连即可组用十六进制数码表示，并按序相连即可组用十六进制数码表示，并按序相连即可 。例例例例1-1 1-1 把把把把111010.011110B111010.011110B转换为十六进制数。转换为十六进制数。转换为十六进制数。转换为十六进
24、制数。0011 1010.0111 1000=3A.783A.78H前面加两个零后面加两个零练习：11100.01001=?H单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 十六进制十六进制十六进制十六进制二进制二进制二进制二进制 方法：将每位十六进制数分别用方法：将每位十六进制数分别用方法：将每位十六进制数分别用方法：将每位十六进制数分别用4 4位位位位二进制数码表示，然后把它们按序连在二进制数码表示，然后把它们按序连在二进制数码表示，然后把它们按序连在二进制数码表示，然后把它们按序连在一起即为对应的二进制数。一起即为对应的二进制数。一起即为对应的二进制数。一起即为对应
25、的二进制数。例例例例1-2 1-2 把把把把2BD4H2BD4H和和和和20.5H20.5H转化为二进制转化为二进制转化为二进制转化为二进制数数数数 2BD4H=0010 1011 1101 0100B 2BD4H=0010 1011 1101 0100B 20.5H=0010 0000.0101B 20.5H=0010 0000.0101B练习：86.9H=?B单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识2 2）二进制数与十进制数间的转换）二进制数与十进制数间的转换）二进制数与十进制数间的转换）二进制数与十进制数间的转换 二进制二进制二进制二进制十进制十进制十进制十进
26、制 方法：将二进制数按权展开后求和即得到十方法：将二进制数按权展开后求和即得到十方法：将二进制数按权展开后求和即得到十方法：将二进制数按权展开后求和即得到十进制数进制数进制数进制数 。例例例例1-3 1-3 把把把把1001.01B1001.01B转换成十进制数。转换成十进制数。转换成十进制数。转换成十进制数。1001.01B=123+022+021+120 +02-1+12-2 =9.25练习：11010.01B=?单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 十进制十进制十进制十进制二进制二进制二进制二进制 方法：整数部分和小数部分分别转换成二进制数方法：整数部分和
27、小数部分分别转换成二进制数方法：整数部分和小数部分分别转换成二进制数方法：整数部分和小数部分分别转换成二进制数的整数和小数。整数部分转换通常采用的整数和小数。整数部分转换通常采用的整数和小数。整数部分转换通常采用的整数和小数。整数部分转换通常采用“除除除除2 2取余法取余法取余法取余法”，小数部分转换通常采用，小数部分转换通常采用，小数部分转换通常采用，小数部分转换通常采用“乘乘乘乘2 2取整法取整法取整法取整法”。例例例例1-4 1-4 将十进制数将十进制数将十进制数将十进制数4747转换为二进制数。转换为二进制数。转换为二进制数。转换为二进制数。2|47 2|232|112|52|2余数余
28、数111101除取余，先有低位，依次到高低位低位高位高位则：则：47=101111B2|10练习：33=?B单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识例例1-5 将十进制数将十进制数0.8125转换成二进制数。转换成二进制数。0.8125 21.62500.6250 21.25000.2500 20.5000 21.0000整数整数110则则：0.8125=0.1101B高位高位低位低位1乘取整，先有高位，依次到低练习：0.125=?B单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识3 3）十六进制数与十进制数间的转换）十六进制数与十进制数间的转换
29、）十六进制数与十进制数间的转换）十六进制数与十进制数间的转换 十六进制十六进制十六进制十六进制十进制十进制十进制十进制 方法：将十六进制数按权展开后求和即得到方法：将十六进制数按权展开后求和即得到方法：将十六进制数按权展开后求和即得到方法：将十六进制数按权展开后求和即得到十进制数十进制数十进制数十进制数 例例例例1-6 1-6 将十六进制数将十六进制数将十六进制数将十六进制数3DF2H3DF2H转换成十进制数。转换成十进制数。转换成十进制数。转换成十进制数。3DF2H=3163+13162+15161 +2160 =15858练习：4AB9H=?单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基
30、础知识单片机基础知识 十进制十进制十进制十进制十六进制十六进制十六进制十六进制 方法：整数部分和小数部分分别转换成二进方法：整数部分和小数部分分别转换成二进方法：整数部分和小数部分分别转换成二进方法：整数部分和小数部分分别转换成二进制数的整数和小数。整数部分转换通常采制数的整数和小数。整数部分转换通常采制数的整数和小数。整数部分转换通常采制数的整数和小数。整数部分转换通常采用用用用“除除除除1616取余法取余法取余法取余法”，小数部分转换通常采，小数部分转换通常采，小数部分转换通常采，小数部分转换通常采用用用用“乘乘乘乘1616取整法取整法取整法取整法”。例例例例1-7 1-7 将十进制数将十
31、进制数将十进制数将十进制数4747转换为十六进制数。转换为十六进制数。转换为十六进制数。转换为十六进制数。余数余数16|4716|215（FH）低位低位02高位高位则则47=2FH除取余，先有低位，依次到高练习：50=?H单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 例例例例1-81-8将十进制数将十进制数将十进制数将十进制数0.480468750.48046875转换成十六进转换成十六进转换成十六进转换成十六进 制数制数制数制数 。整数整数0.48046875 167.687500007高位高位0.68750000 1611.0000000011(BH)低位低位则则0
32、.48046875=0.7BH乘取整，先有高位，依次到低单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 十进制数转换为二进制数，可先将其十进制数转换为二进制数，可先将其十进制数转换为二进制数，可先将其十进制数转换为二进制数，可先将其转换为十六进制数，再由十六进制数转换转换为十六进制数，再由十六进制数转换转换为十六进制数，再由十六进制数转换转换为十六进制数，再由十六进制数转换为二进制数，可以减少许多计算。如：为二进制数，可以减少许多计算。如：为二进制数，可以减少许多计算。如：为二进制数，可以减少许多计算。如：47=2FH=101111B单片机实用教程单片机实用教程第第1章章
33、 单片机基础知识单片机基础知识1 1、加法运算、加法运算、加法运算、加法运算 运算规则：运算规则：运算规则：运算规则：0+0=00+0=0，0+1=1+0=10+1=1+0=1，1+1=10 1+1=10（向高位进位）。（向高位进位）。（向高位进位）。（向高位进位）。例例例例1-9 1-9 0 1 1 0 1 0 1 0 B 0 1 1 0 1 0 1 0 B +0 0 1 1 1 0 1 1 B+0 0 1 1 1 0 1 1 B三、二进制数运算三、二进制数运算三、二进制数运算三、二进制数运算 1B1010010单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识2 2、减法
34、运算、减法运算、减法运算、减法运算 运算规则：运算规则：运算规则：运算规则：0-0=00-0=0，1-0=11-0=1，1-1=01-1=0，0-1=1 0-1=1（向高位借（向高位借（向高位借（向高位借1 1）。）。）。）。例例例例1-10 1-10 1 0 1 1 0 1 0 1 B 1 0 1 1 0 1 0 1 B -0 1 0 0 1 1 0 1 B -0 1 0 0 1 1 0 1 B 0 1 1 0 1 0 0 0 B 0 1 1 0 1 0 0 0 B 单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识3 3、乘法运算、乘法运算、乘法运算、乘法运算 运算规则：
35、运算规则：运算规则：运算规则：00=000=0，01=10=001=10=0，11=1 11=1。例例例例1-11 1-11 1010 1010 被乘数被乘数被乘数被乘数 1001 1001 乘数乘数乘数乘数 1010 1010 0000 0000 0000 0000 1010 1010 1011010 1011010 积积积积单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识4 4、除法运算、除法运算、除法运算、除法运算 除法运算是乘法的逆运算。与十进制数类似，从除法运算是乘法的逆运算。与十进制数类似，从除法运算是乘法的逆运算。与十进制数类似，从除法运算是乘法的逆运算。与十
36、进制数类似，从被除数的最高位开始取出与除数相同的位数，减去除被除数的最高位开始取出与除数相同的位数，减去除被除数的最高位开始取出与除数相同的位数，减去除被除数的最高位开始取出与除数相同的位数，减去除数，够减商记为数，够减商记为数，够减商记为数，够减商记为1 1，不够减商记为，不够减商记为，不够减商记为，不够减商记为0 0，然后将被除数的，然后将被除数的，然后将被除数的，然后将被除数的下一位移到余数上，重复前面的减除数操作，直到被下一位移到余数上，重复前面的减除数操作，直到被下一位移到余数上，重复前面的减除数操作，直到被下一位移到余数上，重复前面的减除数操作，直到被除数的位都下移为止。除数的位都
37、下移为止。除数的位都下移为止。除数的位都下移为止。例例例例1-12 1-12 100001 100001 商商商商 除数除数除数除数 110)11001011 110)11001011 被除数被除数被除数被除数 110 110 001011 001011 110 110 101 101 余数余数余数余数 则则则则 11001011B110B=100001B 11001011B110B=100001B，余数，余数，余数，余数101B101B。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 二进制数的加、减、乘、除运算，可二进制数的加、减、乘、除运算，可二进制数的加、减、乘、
38、除运算，可二进制数的加、减、乘、除运算，可以归纳为加、减、移位三种操作。单片机以归纳为加、减、移位三种操作。单片机以归纳为加、减、移位三种操作。单片机以归纳为加、减、移位三种操作。单片机都有相应的操作指令。都有相应的操作指令。都有相应的操作指令。都有相应的操作指令。二进制数逻辑运算将在后面的章节中，二进制数逻辑运算将在后面的章节中，二进制数逻辑运算将在后面的章节中，二进制数逻辑运算将在后面的章节中，结合单片机的逻辑运算指令讲解。结合单片机的逻辑运算指令讲解。结合单片机的逻辑运算指令讲解。结合单片机的逻辑运算指令讲解。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识1 1、无
39、符号数、有符号数、无符号数、有符号数、无符号数、有符号数、无符号数、有符号数 无符号数：无符号数：无符号数：无符号数：8 8位单片机中数是以字节为单位，即位单片机中数是以字节为单位，即位单片机中数是以字节为单位，即位单片机中数是以字节为单位，即8 8位二进制数的形式存在，一个字节存放数的范围为位二进制数的形式存在，一个字节存放数的范围为位二进制数的形式存在，一个字节存放数的范围为位二进制数的形式存在，一个字节存放数的范围为02550255。有符号有符号有符号有符号 数：最高位表示数的符号，并且规定数：最高位表示数的符号，并且规定数：最高位表示数的符号，并且规定数：最高位表示数的符号，并且规定0
40、 0表表表表示示示示“+”“+”，1 1表示表示表示表示“-”“-”。其余位为数值位，表示数的。其余位为数值位，表示数的。其余位为数值位，表示数的。其余位为数值位，表示数的大小。大小。大小。大小。D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0四、单片机中数的表示四、单片机中数的表示四、单片机中数的表示四、单片机中数的表示 符号位符号位数值位数值位思考：大于思考：大于256的数如何表示的数如何表示？单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识机器数：数码化了的带符号位的数称为机器数机器数：数码化了的带符号位的数称为机器数机器数
41、：数码化了的带符号位的数称为机器数机器数：数码化了的带符号位的数称为机器数 。真真真真 值：机器数所代表的实际的数称为机器数的值：机器数所代表的实际的数称为机器数的值：机器数所代表的实际的数称为机器数的值：机器数所代表的实际的数称为机器数的真值。真值。真值。真值。例如：例如：例如：例如：00000001B00000001B和和和和10000001B10000001B为机器数，为机器数，为机器数，为机器数，+1 +1和和和和-1-1分别为它们的真值分别为它们的真值分别为它们的真值分别为它们的真值 。机器数的表示方法有三种形式：机器数的表示方法有三种形式：机器数的表示方法有三种形式：机器数的表示方
42、法有三种形式：原码、反码和补码。原码、反码和补码。原码、反码和补码。原码、反码和补码。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识2 2原码原码原码原码 0 0表示表示表示表示+，用，用，用，用1 1表示表示表示表示-，数值位与该数的绝对，数值位与该数的绝对，数值位与该数的绝对，数值位与该数的绝对值一致。正数的原码与原来的数相同，负数的值一致。正数的原码与原来的数相同，负数的值一致。正数的原码与原来的数相同，负数的值一致。正数的原码与原来的数相同，负数的原码符号位为原码符号位为原码符号位为原码符号位为1 1，数值位与对应的正数数值位，数值位与对应的正数数值位，数值位与对
43、应的正数数值位，数值位与对应的正数数值位相同。相同。相同。相同。例：例：例：例：+1+1 原原原原=00000001B=00000001B，-1-1 原原原原=10000001B=10000001B，+0+0 原原原原=00000000B=00000000B，-0-0 原原原原=10000000B=10000000B 单字节原码表示的范围为：单字节原码表示的范围为：单字节原码表示的范围为：单字节原码表示的范围为：-127+127-127+127。0 0的原码有两种表示方法，的原码有两种表示方法，的原码有两种表示方法，的原码有两种表示方法，+0+0和和和和-0-0。思考：双字节原码表示的范围是多
44、少？单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识3 3反码反码反码反码 一个数的反码可以由它的原码求得，正数一个数的反码可以由它的原码求得，正数一个数的反码可以由它的原码求得，正数一个数的反码可以由它的原码求得，正数的反码与正数原码相同，负数的反码符号位为的反码与正数原码相同，负数的反码符号位为的反码与正数原码相同，负数的反码符号位为的反码与正数原码相同，负数的反码符号位为1 1，数值位为对应原码的数值位按位取反，数值位为对应原码的数值位按位取反，数值位为对应原码的数值位按位取反，数值位为对应原码的数值位按位取反 。+1+1反反反反=+1=+1原原原原=00000001
45、B=00000001B-1-1 反反反反=11111110B=11111110B+0+0反反反反=+0=+0原原原原=00000000B=00000000B-0-0反反反反=11111111B=11111111B单字节反码表示的范围为：单字节反码表示的范围为：单字节反码表示的范围为：单字节反码表示的范围为：-127+127-127+127。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识4 4补码补码补码补码 数学关系：数学关系：数学关系：数学关系：XX补补补补=模模模模+X+X 一个数的补码可由该数的反码求得。正一个数的补码可由该数的反码求得。正一个数的补码可由该数的反码
46、求得。正一个数的补码可由该数的反码求得。正数的补码与正数的反码和原码一致，负数的数的补码与正数的反码和原码一致，负数的数的补码与正数的反码和原码一致，负数的数的补码与正数的反码和原码一致，负数的补码等于该数的反码加补码等于该数的反码加补码等于该数的反码加补码等于该数的反码加1 1。+1+1 补补补补=+1=+1原原原原=+1=+1反反反反=00000001B=00000001B-1-1 补补补补=11111111B=11111111B-0-0反反反反=11111111B=11111111B，加，加，加，加1 1得得得得00000000B00000000B。所以：所以：所以：所以：-0-0补补补
47、补=00000000B=+0=00000000B=+0补补补补，0 0的补码的补码的补码的补码只有一种表示方法。只有一种表示方法。只有一种表示方法。只有一种表示方法。单字节补码范围：单字节补码范围：单字节补码范围：单字节补码范围：-128127-128127。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识二进制数原 码反 码补 码00000000+0+0000000001+1+1+100000010+2+2+201111101+125+125+12501111110+126+126+12601111111+127+127+12710000000-0-127-1281000
48、0001-1-126-12710000010-2-125-12611111101-125-2-311111110-126-1-211111111-127-0-1单字节二进制数原码、反码、补码对应关系单字节二进制数原码、反码、补码对应关系单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 例例例例1-13 1-13 单片机处理单片机处理单片机处理单片机处理1-2=1-2=？的过程？的过程？的过程？的过程方法一：方法一：方法一：方法一：00000001 00000001 （+1+1的补码）的补码）的补码）的补码）-00000010-00000010 （+2+2的补码）的补码）的补
49、码）的补码）11111111 11111111 （-1-1的补码）的补码）的补码）的补码）方法二：方法二：方法二：方法二：00000001 00000001 （+1+1的补码）的补码）的补码）的补码）+11111110+11111110 （-2-2的补码）的补码）的补码）的补码）11111111 11111111 （-1-1的补码）的补码）的补码）的补码）从该例可以看出，对于加减运算，数据是从该例可以看出，对于加减运算，数据是补码表示的，运算的结果也是补码表示的数。补码表示的，运算的结果也是补码表示的数。单片机（微机也是一样的）处理数据时，加减单片机（微机也是一样的）处理数据时，加减法用补码，
50、乘除法用原码。法用补码，乘除法用原码。单片机实用教程单片机实用教程第第1章章 单片机基础知识单片机基础知识 例例例例1-141-14求求求求-5-5的补码，再将结果作为原码，求其补码的补码，再将结果作为原码，求其补码的补码，再将结果作为原码，求其补码的补码，再将结果作为原码，求其补码 。10000101 10000101 （-5-5的原码）的原码）的原码）的原码）11111010 11111010 （-5-5的反码）的反码）的反码）的反码）11111011 11111011 （-5-5的补码）的补码）的补码）的补码）11111011 11111011 （原码）（原码）（原码）（原码）10000