進制轉換基礎知識

進制實際是一個非常簡單易懂的概念，對于初學者來說也很容易上手。我們接觸最多的就是十進制了，它的特點為逢十進一，包含0，1，2，3，4，5，6，7，8，9共十個元素。在生活中我們用到的基本都是十進制了，所以大家對它已經非常熟悉并能應用自如，但是在計算機（包括單片機）世界里，所有都是以二進制為基礎的。二進制的特點為逢二進一，包含0,1共兩個元素。計算機中的數據都是以二進制存儲的，這就是我們所說的0，1世界。通常我們講的32位或64位操作系統這里的位指的就是二進制位數。因為我們實際多用十進制，那么我們在和計算機系統溝通過程中，十進制與二進制之間的轉換就變得很重要了。進制之間的轉換如下表所示。

二進制轉換十進制公式如下：

其中，n表示二進制的位數。
下面我們舉個例子來更加直觀的說明這個公式：
例如：1101，這是一個4位的二進制數，計算如下，

大家可以利用這個公式計算的結果和上表進行一一對照。
十六進制也是我們常用的進制，它的特點為逢十六進一，包括0，1，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F共十六個元素。實際上十六進制是二進制的一種特殊形式，十六進制的1位等價于二進制的4位，在C語言編程中我們常用十六進制來表示二進制數。在實際應用中我們常常該數字之前加一個前綴來表示他的進制：“0b”表示二進制，“0x”表示十六進制。下面我們舉例說明：
0b10010010 = 0x92
上面一個八位的二進制數轉換為一個兩位的十六進制數。二進制的前4位等于十六進制的第1位：
0b1001 = 0x9
二進制數的后4位等于十六進制的第2位：
0b0010 = 0x2
在計算機中，我們通常所說的二進制的1位也叫1bit，8位表示1個字節，也叫1Byte。根據二進制與十六進制的關系，一個2位的十六進制數則可表示1個字節。在運用的過程中牢記0~15的十進制與二進制、十六進制之間的轉換關系對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然是先讓LED小燈點亮，延時一段時間，熄滅LED小燈，再延時一段時間，一直循環上面的步驟就能實現LED小燈的閃爍了。根據第3章的知識我們知道點亮LED的語句為“led0 = 0;”,熄滅LED的語句為“led0 = 1;”。按照第3章介紹我們重新建立一個LED小燈閃爍的工程。程序代碼設計如下：

#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()  //程序主函數入口，每個C語言程序有且只有一個
{
 int i; //變量聲明
 while(1) //循環
 {
 led0 = 0; //賦值管腳P1.0為低電平，點亮LED小燈
 for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
 led0 = 1;//熄滅LED小燈
 for(i=0;i< 5000;i++);//再延時一段時間
 }
}

跑馬燈設計

在我們的開發板上設計了8個依次排列的LED小燈，讓小燈依次點亮和熄滅實現跑馬燈的效果是我們這一節的主要內容。

硬件設計

8個LED小燈的硬件電路設計原理圖如下圖所示：

如上圖所示，8個LED小燈LED0-LED7的正極和電源VCC之間均串聯了一個1K的限流電阻。LED7-LED0的負極與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介紹，把它的D0-D7與Q0-Q7之間看作是電氣上一一聯通的。由圖所示，鎖存器的D0-D7和單片機的P1.7-P1.0是一一連接的。因此，LED小燈LED7-LED0的負極與單片機的P1.7~P1.0管腳一一相連，在單片機程序中通過控制P1.7-P1.0管腳的高低電平便可控制8個LED小燈的亮滅。
該實驗要實現的功能為：首先點亮LED0，然后延遲一段時間，熄滅LED0，熄滅LED0點亮LED1，延遲一段時間，熄滅LED1點亮LED2，延遲一段時間，一直到熄滅LED6點亮LED7，依照上面的步驟一直循環下去，便實現了一個簡單的跑馬燈的效果。

軟件設計

前面我們試驗中都是只對P1.0這個管腳進行賦值，來控制LED小燈led0的亮滅。實際在編寫程序的過程中我們可以對P1寄存器進行直接賦值來同時控制8個LED小燈。

如上表所示，P1寄存器是一個8位的寄存器，最高位到最低位依次對應的P1.7管腳到P1.0管腳。點亮某個LED小燈的二進制，十六進制賦值如上表所示。例如P1 = 0xFE;表示點亮led0,P1=0x7F;則表示點亮led7。在軟件代碼設計時，我們想到的第一個方法為依次點亮小燈并延時，代碼如下所示。

#include< reg52.h > //加載頭文件
int i;

void main()//主函數入口
{
	P1 = 0xFE; //點亮LED0
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
	P1 = 0xFD; //點亮LED1
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
	P1 = 0xFB; //點亮LED2
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
	P1 = 0xF7; //點亮LED3
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
	P1 = 0xEF; //點亮LED4
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
	P1 = 0xDF; //點亮LED5
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
	P1 = 0xBF; //點亮LED6
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
	P1 = 0x7F; //點亮LED7
	for(i=0;i< 5000;i++);//延時一段時間
}

我們對代碼進行一下小的改進，這個方法這里稱之為“左移取反”法，這個方法在很多的應用中都能用到，非常實用。代碼如下圖所示。

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

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

我們對上面代碼進行分析，flag是一個從0到7依次循環的數，P1等于1向左移flag位再取反。當flag等于2時，0b0000,0001左移2位等于0b0000,0100,再取反等于0b1111,1011=0xFB,并賦值給P1，點亮了小燈led2。同理，當flag等于6時，0b0000,0001左移6位等于0b0100,0000,再取反等于0b1011,1111=0xBF并賦值給P1，點亮了小燈led6。flag為其他值時，大家可以進行一一分析。

下載驗證

將程序通過STC-isp軟件下載到單片機，觀察8個LED小燈效果與設想的效果是否一致？至此，本章的內容講解完畢，內容包括進制轉換的基礎知識、LED小燈閃速程序以及跑馬燈的兩種程序。大家在動手操作的過程中多多下載到單片機中觀察現象，加深印象。