单片机常用的码制-基于汇编与C语言的单片机原理及应用

计算机除了用于数值计算外，还要进行大量的文字信息处理，也就是要对表达各种文字信息的符号进行加工。例如，计算机与外设的键盘、（字符）显示器、打印机之间的通信都采用字符方式输入/输出。目前，计算机中最常用的两种编码是二—十进制编码（BCD码）和美国信息交换标准代码（ASCII码）。

1.6.3.1　BCD码

计算机中采用的是二进制数，由于二进制数不直观，人们不习惯，因此计算机在输入和输出时，人们通常仍采用十进制数，但十进制数不能直接在计算机中进行处理，必须用二进制为它编码，这样就产生了二进制编码的十进制数，简称BCD（Binary Coded Decimal）码。这样使用BCD码就很方便。

BCD（二—十进制）码是一种常用的数字代码，它广泛应用于计算机中。这种编码法分别将每位十进制数字编成4位二进制代码，从而用二进制数来表示十进制数。

十进制基数为10，它有10个不同的数码。因此为了能表示十进制数的某一位，必须选择至少4位二进制数。4位二进制数可以表示16种不同的状态，所以用以表示十进制数时要丢掉6种状态。可以使用不同的方法来处理这些数码，因而产生了各种不同的BCD码，但最通用的是8421 BCD码，它是将十六进制数的A～F放弃不用。最常用的BCD码就是8421码或称标准BCD码（这是根据这种表示中各位的权值而定的，其权值与普通的二进制相同）。表1-1列出了标准BCD码与十进制数字的编码关系。

例如：89=（1000 1001）BCD，105=（0001 0000 0101）BCD，2012=（0010 0000 0001 0010）BCD，0.764=（0.0111 0110 0100）BCD。可见，BCD码是很容易编制的，而且用它来表示十进制数也比较直观，但是一定要区别于二进制数，两者表征的数值完全不同，例如：（0010 0000 0000 0101.1001）BCD=2005.9，（0010 0000 0000 0101.1001）2=8197.5625。

表1-1　标准BCD码与十进制数字的编码关系

BCD码的不足之处是抛弃了二进制中6/16的信息位不使用，非压缩的BCD码浪费更大，在相同的二进制位数条件下，BCD能表示的数值范围变窄。换言之，如果信息量相同的话，那么使用BCD数据占用的内存空间比使用纯二进制数据要大得多。

1.BCD码表示的两种形式

BCD码表示十进制数分为压缩型（也称组合型）和非压缩型（也称非组合型）两种BCD码。其中压缩型BCD码用4位二进制数表示1位十进制数，这样8位二进制数就能表示2位十进制数；而非压缩型BCD码用8位二进制数来表示1位十进制数，它的低4位表示1位十进制数，高4位总是0000。例如，94的压缩型BCD码是1001 0100B，它的非压缩型BCD码是0000 1001 0000 0100B。

压缩型BCD码比非压缩型BCD码能节省一半存储空间，但由于BCD运算需借用二进制运算电路进行，因此直接运算的结果一般是错误的，需要进行调整，才能得到正确的结果。压缩型BCD码运算调整规则比非压缩型BCD码要复杂，它需对低4位和高4位的结果分别进行调整，而非压缩型BCD码只需对低4位进行调整。

2.BCD数的加减运算

BCD码的运算规则：BCD码是十进制数，而计算机的运算器对数据做加、减运算时，都是按二进制运算规则进行处理的。这样，当将BCD码传送给运算器进行运算时，其结果需要修正。修正的规则是：当两个BCD码相加（或相减）时，如果和等于或小于1001（即十六进制数9），不需要修正；如果相加（或相减）的结果在1010到1111（即十六进制数A～F）之间，则需加6（或减6）进行修正；如果相加（或相减）时，本位产生了进位（或借位），也需加6（或减6）进行修正。这样做的原因是，机器按二进制相加，所以4位二进制数相加时，是按“逢十六进一”的原则进行运算的，而实质上是2个十进制数相加，应该按“逢十进一”的原则相加，16与10相差6，所以当结果超过9或有进位（或借位）时，都要加6（或减6）进行修正。上面这种调整规则也称“超9补6补偿法”。

【例1-9】 采用压缩型BCD码计算18+19。

结果应为37，而计算机相加为31，原因在于运算过程中，个位数遇到低4位往高4位产生进位时（此时AF=1，AF：辅助进位标志位）是按逢十六进一的规则，但BCD码要求逢十进一，因此只要产生进位，个位就会少6，这就要进行加6调整。实际上当低4位的结果＞9（即A～F之间）时，也应进行加6调整。（原因是逢十没有进位，故用加6的方法强行产生进位。）由于十位数（高4位）运算没有出现进位（CY=0）或结果＞9的情况，因此，十位数不需做加6调整。

如对上例的结果进行加6：

修正后结果正确。(www.xing528.com)

实际上，在计算机中有相应的十进制调整指令，无论对于加法或减法，机器能按照规则自动进行调整，人们只管放心使用就是了。

1.6.3.2　ASCII码

ASCII（American Standard Code for Information-Interchange）码是美国信息交换标准代码的简称，它使用指定的7位或8位二进制数组合来表示128或256种可能的字符。标准ASCII码（也称基础ASCII码）使用7位二进制代码来对字符进行编码，包括32个标点符号，10个阿拉伯数字，52个英文大、小写字母，34个控制符号，共128个。附录A为标准ASCII码字符表。表中，0～32（00 H～20 H）及127（7FH）是34个控制字符或通讯专用字符（其余为可显示字符），如控制符：LF（换行）、CR（回车）、FF（换页）、DEL（删除）、BS（退格）、BEL（振铃）等；通讯专用字符：SOH（文头）、EOT（文尾）、ACK（确认）等；ASCII值为8、9、10和13分别转换为退格、制表、换行和回车字符。它们并没有特定的图形显示，但会依不同的应用程序，而对文本显示有不同的影响。33～126（共94个）是字符，其中48～57（30 H～39 H）为0到9十个阿拉伯数字；65～90（41 H～5AH）为26个大写英文字母，97～122（61H～7AH）为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。

在计算机内部，每个ASCII码字符占用1个字节（8位二进制数），标准ASCII的最高位（b7）一般为0或作为奇/偶校验位。所谓奇/偶校验，是指在代码传送过程中用来检验是否出现错误的一种方法，一般分奇校验和偶校验两种。奇校验时，最高位b7的取值应使得8位ASCII码中1的个数为奇数；偶校验时，最高位b7的取值应使得8位ASCII码中1的个数为偶数。例如：“8”的奇校验ASCII码为00111000B，偶校验ASCII码为10111000B；“B”的奇校验ASCII码为11000010B，偶校验ASCII码为01000010B。奇偶校验的主要目的是用于在数据传输中，检测接收方的数据是否正确。收发双方先预约为何种校验，接收方收到数据后检验1的个数，判断是否与预约的校验相符，倘若不符，则说明传输出错，可请求重新发送。

后128个称为扩展ASCII码，目前许多基于x86的系统都支持使用扩展（或“高”）ASCII。扩展ASCII码允许将每个字符的第8位用于确定附加的128个特殊符号字符、外来语字母和图形符号。

注意，数字0～9的ASCII码与非压缩BCD码表示很相似，两者的低4位完全相同，都用0000～1001表示0～9；两者的差别仅在高4位，ASCII码为0011，而非压缩BCD码为0000。

ASCII码一般在计算机的输入/输出设备使用，而二进制码和BCD码则在运算、处理过程中使用。因此，在应用计算机解决实际问题时，常常需要在这几种机器码之间进行转换。

1.6.3.3　汉字的编码

西文是拼音文字。用有限的几个字母（如英文用26个字母，俄文用32个字母）可以拼写出全部西文信息。因此，西文仅需对有限个数的字母进行编码，就可以将全部西文信息输入计算机。而汉字信息则不一样，汉字是象形文字，1个汉字就是1个方块图形。计算机要对汉字信息进行处理，就必须对数目繁多的汉字进行编码，建立一个有几千个汉字的编码表。西文编码是几十个字符的小字符集，汉字编码是成千上万个汉字的大字符集。因此，汉字的编码远比西文字母的编码要复杂得多。

汉字编码有内码和外码之分。外码（又称汉字的输入编码）是指汉字的输入方式，目前我国公布的汉字编码有上百种。其编码的方法可以按照汉字的字形、字音和音形结合分为3类。常用的输入方式有区位码、国标码、首尾码、拼音码、双拼双音码、五笔字型码、自然码、ABC码和郑码等。内码是计算机系统内部进行汉字信息存储、交换和检索等操作的编码。汉字内码采用2字节表示，没有重码，并要求与国标码有简单的对应关系。应该指出，汉字的输入编码和内码是两个不同概念，不可混为一谈。

国标码（又称交换码）是根据汉字的常用程度定出了一级和二级汉字字符集及其相应编码，也就是《国家标准信息交换用汉字编码基本字符集》的简称（编号GB 2312—1980）。该标准按94×94的二维代码表形式，收集了6763个汉字和682个一般字符、序号、数字，22个拉丁字母、希腊字母和汉语拼音符号等，共7445个图形字符。该标准最多可包含8836个图形字符，适用于一般汉字处理、汉字通信等系统之间的信息交换。国标码的每一个字节的定义域在21 H到7EH。国标码中，汉字的排列顺序为：一级汉字按汉语拼音字母顺序排列，同音字母以画划顺序为序；二级汉字按部首顺序排列。

现将区位码、国标码和内码作简要说明如下。

（1）区位码：用每个汉字在二维代码表中行、列位置（行号称为区号，列号称为位号）来表示的代码，称为该汉字的区位码。区位码是汉字的输入编码。

（2）国标码：国标码=区位码+32，区号和位号各增加32以后所得到的双7位二进制编码。国标码用于不同汉字系统之间汉字的传输和交换，可用作汉字的输入编码。

（3）机内码：英文DOS的机内码是ASCII码，国标码是双7位二进制编码，用作内码将会与标准ASCII码相混淆，为此利用标准ASCII码最高位为“0”这一特点，把2字节国标码的每个字节的最高位置“1”，以示区别。这样，形成了汉字的另外一种编码方法，即汉字的机内码。简单地说，机内码=国标码+128或机内码=区位码+160。如汉字“啊”的国标码为00110000，00100001，即30H，21H则它的内码为10110000，10100001，即B0 H，A1H。