单片机：码制简介-单片机与嵌入式系统实践

由于单片机内部所有的数据均采用二进制代码表示，但通过输入设备（如键盘）输入的信息和通过输出设备（如显示器、打印机）输出的信息却是多种多样的，其中既有字母、数字，又有各种控制字符，甚至是汉字，为了方便，人们就对计算机中常用的符号进行编码。当通过输入设备向计算机输入某个字符时，计算机自动将该字符转化为对应的二进制数，再进行处理；相反，计算机也会将处理结果还原为对应的字符。因此，字符所对应的二进制数就称为该字符的编码。

1.ASCII码

由于单片机只能处理二进制数，因此除了数值本身需要用二进制数形式表示外，字符，包括数码（如0，1，2，3，4，5，6，7，8，9）、字母（如A，B，C，D，…，X，Y，Z及a，b，c，d，…，x，y，z）、特殊符号（如%，！，+，-，=等）也必须用二进制数表示，即在计算机中需将数码、字母、特殊符号等代码化，以便于计算机识别、存储和处理。

英文属于典型的拼音文字，由字母、数字和特殊符号等组合而成，但这些字母、数字和特殊符号的数目毕竟有限，不过百余个。7位二进制数可以表示128种状态，如果每种状态代表特定的字母或数字，则7位二进制数可以表示128个字符。例如：可用0110001B表示数字1；1000001B表示大写字母A等。在计算机系统中普遍采用的编码是美国标准信息交换代码（American Standard Code for Information Interchange，ASCII码）。

在单片机系统中，存储单元的长度通常为8位二进制数（即一个字节）。为了存取方便，规定一个存储单元存放一个ASCII码，其中低7位表示字母本身的编码，第8位（bit7）用作奇偶校验位或规定为零（通常如此）。因此，也可以认为ASCII码的长度为8位（但bit7为0）。128个字符对于某些特殊应用来说，可能不够，因此可采用8位的ASCII，即扩展ASCII码（共有256个代码）。其中前128个（高位为0）编码用于表示基本的ASCII码，基本ASCII码主要用于表示数字、英文字母（大、小写）、标点符号、控制字符等；后128（高位为1）个编码用于表示扩展的ASCII码，扩展ASCII用于表示一些特殊的符号，如希腊字母等。

2.BCD码

十进制毕竟是人们最习惯的计数方式，在向单片机输入数据时，常用十进制数输入；但计算机只处理二进制数，因此每一位十进制数必须用二进制数表示。一位十进制数包含0～9十个数码，必须用4位二进制数表示，这样就需要确定0～9与4位二进制数0000B～1111B之间的对应关系，其中较常用的8421 BCD码规定了十进制数0～9与4位二进制数编码之间的对应关系。尽管BCD码比较直观，但BCD码与二进制数之间的转换并不方便，需要转成十进制数后才能转换为二进制数。

3.带符号数的表示方法

在单片机中，对于带符号数来说，一般用最高位表示数的正、负。对于正数，最高位定义为“0”，对于负数，最高位定义为“1”。(www.xing528.com)

常用的带符号数码有原码、反码和补码。原码：这个数本身的二进制形式。例如十进制的8的原码就是01000，就是用二进制表示。反码：将二进制数按位取反，所得的新二进制数称为原二进制数的反码。补码：负数的补码是将其原码除符号位之外的各位求反之后在末位再加1。

在嵌入式系统中，带符号数并不用原码或反码表示，而是用补码表示的，引入“原码”“反码”的目的是为了方便理解补码的概念。不用原码表示的原因是因为用原码表示时，“0”并不唯一，0的原码可以表示为00000000（即+0），也可以表示为10000000（即-0），这会造成混乱；再者就是用原码表示时，减法并不能转化为加法运算，反码也存在类似问题。所以我们通常将数值都是以补码表示的。正数的补码和原码相同；负数的补码：将该数的绝对值的二进制形式按位取反后再加1。

例如：

求-10的补码。

10的原码：

取反：

再加1，得-10的补码：

由此可知，左面的第一位是表示符号的。