微机基础：机器数与真值在单片机中的应用

"这篇资料主要介绍了机器数与真值的概念，以及它们在单片机中的应用，同时提到了单片机的基本组成和工作原理。资料来源于《单片机原理与接口技术》课程，由王丽丽主讲。课程强调了学习者需独立完成作业和实验，并说明了考试构成。" 在计算机科学中，机器数和真值是理解数字系统的基础概念。机器数是指在计算机内部，数值以二进制形式存储的方式。这包括了所有数据类型，如整数、浮点数等。在二进制系统中，每个位代表一个数值，通常是2的幂次。机器数可以是有符号的，也可以是无符号的。有符号数通常使用最高位作为符号位，0表示正数，1表示负数。 真值则指机器数所代表的实际数值，无论是正还是负。例如，如果机器数是10001010B，其真值可能是正数或负数，具体取决于其表示方式。对于无符号数，10001010B代表十进制中的138。但如果这是一个带符号的数，其表示方式可能是补码，那么它可能表示负数。 补码是一种表示负数的方法，特别是在计算机硬件中。对于正数，补码与其原码（直接表示的二进制数）相同，但对于负数，补码是原码除符号位外的所有位取反（0变成1，1变成0），然后加1。例如，-10的原码是10001010B，取反后得到11110101B，再加1得到11110110B，这就是-10的补码。 反码是另一种表示负数的方式，它是正数原码除符号位外的所有位取反。在这个例子中，-10的反码是10001010B取反得到的11110101B。 在单片机中，这些概念至关重要，因为单片机执行的计算和逻辑操作都是基于这些二进制表示的。单片机是一种集成在单一芯片上的微型计算机，包含CPU、内存和I/O接口等组件。了解如何表示和操作这些机器数是理解和编程单片机的基础。 在《单片机原理与接口技术》课程中，王丽丽教授强调了学生应熟悉微处理器的组成，包括运算器、控制器、寄存器以及存储器。运算器负责执行算术和逻辑运算，而控制器则管理和协调这些操作。课程还涉及了不同数据单位的表示，如8位字节和16位双字节，这些都是在处理数据和指令时需要考虑的重要因素。 课程要求学生不能无故缺课，作业和实验必须独立完成，这表明理论学习与实践操作的结合对于掌握单片机技术是必不可少的。考试分为闭卷考试和实验设计两部分，重在评估学生的理解和应用能力。