進(jìn)制轉(zhuǎn)換基礎(chǔ)知識(shí)

進(jìn)制實(shí)際是一個(gè)非常簡(jiǎn)單易懂的概念，對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)也很容易上手。我們接觸最多的就是十進(jìn)制了，它的特點(diǎn)為逢十進(jìn)一，包含0，1，2，3，4，5，6，7，8，9共十個(gè)元素。在生活中我們用到的基本都是十進(jìn)制了，所以大家對(duì)它已經(jīng)非常熟悉并能應(yīng)用自如，但是在計(jì)算機(jī)（包括單片機(jī)）世界里，所有都是以二進(jìn)制為基礎(chǔ)的。二進(jìn)制的特點(diǎn)為逢二進(jìn)一，包含0,1共兩個(gè)元素。計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)都是以二進(jìn)制存儲(chǔ)的，這就是我們所說(shuō)的0，1世界。通常我們講的32位或64位操作系統(tǒng)這里的位指的就是二進(jìn)制位數(shù)。因?yàn)槲覀儗?shí)際多用十進(jìn)制，那么我們?cè)诤陀?jì)算機(jī)系統(tǒng)溝通過(guò)程中，十進(jìn)制與二進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換就變得很重要了。進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換如下表所示。

二進(jìn)制轉(zhuǎn)換十進(jìn)制公式如下：

其中，n表示二進(jìn)制的位數(shù)。
下面我們舉個(gè)例子來(lái)更加直觀的說(shuō)明這個(gè)公式：
例如：1101，這是一個(gè)4位的二進(jìn)制數(shù)，計(jì)算如下，

大家可以利用這個(gè)公式計(jì)算的結(jié)果和上表進(jìn)行一一對(duì)照。
十六進(jìn)制也是我們常用的進(jìn)制，它的特點(diǎn)為逢十六進(jìn)一，包括0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)共十六個(gè)元素。實(shí)際上十六進(jìn)制是二進(jìn)制的一種特殊形式，十六進(jìn)制的1位等價(jià)于二進(jìn)制的4位，在C語(yǔ)言編程中我們常用十六進(jìn)制來(lái)表示二進(jìn)制數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用中我們常常該數(shù)字之前加一個(gè)前綴來(lái)表示他的進(jìn)制：“0b”表示二進(jìn)制，“0x”表示十六進(jìn)制。下面我們舉例說(shuō)明：
0b10010010 = 0x92
上面一個(gè)八位的二進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換為一個(gè)兩位的十六進(jìn)制數(shù)。二進(jìn)制的前4位等于十六進(jìn)制的第1位：
0b1001 = 0x9
二進(jìn)制數(shù)的后4位等于十六進(jìn)制的第2位：
0b0010 = 0x2
在計(jì)算機(jī)中，我們通常所說(shuō)的二進(jìn)制的1位也叫1bit，8位表示1個(gè)字節(jié)，也叫1Byte。根據(jù)二進(jìn)制與十六進(jìn)制的關(guān)系，一個(gè)2位的十六進(jìn)制數(shù)則可表示1個(gè)字節(jié)。在運(yùn)用的過(guò)程中牢記0~15的十進(jìn)制與二進(jìn)制、十六進(jìn)制之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系對(duì)于程序的編寫有很大的好處。

閃爍LED小燈

怎么讓LED小燈閃爍？我們最先想到的辦法當(dāng)然是先讓LED小燈點(diǎn)亮，延時(shí)一段時(shí)間，熄滅LED小燈，再延時(shí)一段時(shí)間，一直循環(huán)上面的步驟就能實(shí)現(xiàn)LED小燈的閃爍了。根據(jù)第3章的知識(shí)我們知道點(diǎn)亮LED的語(yǔ)句為“l(fā)ed0 = 0;”,熄滅LED的語(yǔ)句為“l(fā)ed0 = 1;”。按照第3章介紹我們重新建立一個(gè)LED小燈閃爍的工程。程序代碼設(shè)計(jì)如下：

#include< reg52.h > //寄存器聲明頭文件
sbit led0 = P1^0; // 位聲明，將P1.0管腳聲明為led0

void main()  //程序主函數(shù)入口，每個(gè)C語(yǔ)言程序有且只有一個(gè)
{
 int i; //變量聲明
 while(1) //循環(huán)
 {
 led0 = 0; //賦值管腳P1.0為低電平，點(diǎn)亮LED小燈
 for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
 led0 = 1;//熄滅LED小燈
 for(i=0;i< 5000;i++);//再延時(shí)一段時(shí)間
 }
}

跑馬燈設(shè)計(jì)

在我們的開發(fā)板上設(shè)計(jì)了8個(gè)依次排列的LED小燈，讓小燈依次點(diǎn)亮和熄滅實(shí)現(xiàn)跑馬燈的效果是我們這一節(jié)的主要內(nèi)容。

硬件設(shè)計(jì)

8個(gè)LED小燈的硬件電路設(shè)計(jì)原理圖如下圖所示：

如上圖所示，8個(gè)LED小燈LED0-LED7的正極和電源VCC之間均串聯(lián)了一個(gè)1K的限流電阻。LED7-LED0的負(fù)極與74HC573鎖存器的Q0-Q7一一相連接。鎖存器74HC573的功能我們這里不詳細(xì)介紹，把它的D0-D7與Q0-Q7之間看作是電氣上一一聯(lián)通的。由圖所示，鎖存器的D0-D7和單片機(jī)的P1.7-P1.0是一一連接的。因此，LED小燈LED7-LED0的負(fù)極與單片機(jī)的P1.7~P1.0管腳一一相連，在單片機(jī)程序中通過(guò)控制P1.7-P1.0管腳的高低電平便可控制8個(gè)LED小燈的亮滅。
該實(shí)驗(yàn)要實(shí)現(xiàn)的功能為：首先點(diǎn)亮LED0，然后延遲一段時(shí)間，熄滅LED0，熄滅LED0點(diǎn)亮LED1，延遲一段時(shí)間，熄滅LED1點(diǎn)亮LED2，延遲一段時(shí)間，一直到熄滅LED6點(diǎn)亮LED7，依照上面的步驟一直循環(huán)下去，便實(shí)現(xiàn)了一個(gè)簡(jiǎn)單的跑馬燈的效果。

軟件設(shè)計(jì)

前面我們?cè)囼?yàn)中都是只對(duì)P1.0這個(gè)管腳進(jìn)行賦值，來(lái)控制LED小燈led0的亮滅。實(shí)際在編寫程序的過(guò)程中我們可以對(duì)P1寄存器進(jìn)行直接賦值來(lái)同時(shí)控制8個(gè)LED小燈。

如上表所示，P1寄存器是一個(gè)8位的寄存器，最高位到最低位依次對(duì)應(yīng)的P1.7管腳到P1.0管腳。點(diǎn)亮某個(gè)LED小燈的二進(jìn)制，十六進(jìn)制賦值如上表所示。例如P1 = 0xFE;表示點(diǎn)亮led0,P1=0x7F;則表示點(diǎn)亮led7。在軟件代碼設(shè)計(jì)時(shí)，我們想到的第一個(gè)方法為依次點(diǎn)亮小燈并延時(shí)，代碼如下所示。

#include< reg52.h > //加載頭文件
int i;

void main()//主函數(shù)入口
{
	P1 = 0xFE; //點(diǎn)亮LED0
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
	P1 = 0xFD; //點(diǎn)亮LED1
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
	P1 = 0xFB; //點(diǎn)亮LED2
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
	P1 = 0xF7; //點(diǎn)亮LED3
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
	P1 = 0xEF; //點(diǎn)亮LED4
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
	P1 = 0xDF; //點(diǎn)亮LED5
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
	P1 = 0xBF; //點(diǎn)亮LED6
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
	P1 = 0x7F; //點(diǎn)亮LED7
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時(shí)一段時(shí)間
}

我們對(duì)代碼進(jìn)行一下小的改進(jìn)，這個(gè)方法這里稱之為“左移取反”法，這個(gè)方法在很多的應(yīng)用中都能用到，非常實(shí)用。代碼如下圖所示。

#include< reg52.h > //加載頭文件
int i;
int flag=0;

void main()//主函數(shù)入口
{
 P0 = 0xff;
	while(1)
	{
		P1 = ~(0x01<

我們對(duì)上面代碼進(jìn)行分析，flag是一個(gè)從0到7依次循環(huán)的數(shù)，P1等于1向左移flag位再取反。當(dāng)flag等于2時(shí)，0b0000,0001左移2位等于0b0000,0100,再取反等于0b1111,1011=0xFB,并賦值給P1，點(diǎn)亮了小燈led2。同理，當(dāng)flag等于6時(shí)，0b0000,0001左移6位等于0b0100,0000,再取反等于0b1011,1111=0xBF并賦值給P1，點(diǎn)亮了小燈led6。flag為其他值時(shí)，大家可以進(jìn)行一一分析。

下載驗(yàn)證

將程序通過(guò)STC-isp軟件下載到單片機(jī)，觀察8個(gè)LED小燈效果與設(shè)想的效果是否一致？至此，本章的內(nèi)容講解完畢，內(nèi)容包括進(jìn)制轉(zhuǎn)換的基礎(chǔ)知識(shí)、LED小燈閃速程序以及跑馬燈的兩種程序。大家在動(dòng)手操作的過(guò)程中多多下載到單片機(jī)中觀察現(xiàn)象，加深印象。