单片机与嵌入式系统：思考题与习题解析

"该文档是关于单片机应用技术的思考题及习题集，适合于毕业论文设计或课程学习，涵盖了嵌入式系统的基本概念、单片机的应用领域、开发流程，以及数字系统中的数制转换、机器数与真值的相互转换、原码、反码和补码的操作等核心知识点。" 在单片机应用技术中，嵌入式系统是一个重要的概念。嵌入式系统是以应用为中心，基于计算机技术，通过软硬件裁剪来满足特定应用需求的专用计算机系统。单片机，又称为嵌入式微控制器，是嵌入式系统的核心部分，在各种工业控制、智能设备、军事和通信等领域都有广泛应用。 单片机系统的开发通常包括五个步骤：首先，进行总体方案设计，确定系统功能和架构；其次，设计并制作硬件单元电路，构建单片机硬件平台；然后，编写应用程序并进行调试；接着，系统联调，确保软件与硬件的协同工作；最后，将程序固化到单片机中，实现脱机运行。 在数制转换方面，例如，一个二进制数010110011B转换为十进制是179，转换为十六进制是0B3H。类似的，110010010B对应十进制402和十六进制192H。这种能力对于理解和处理单片机数据至关重要。 机器数与真值的转换是单片机编程的基础。例如，以8位二进制补码表示，+1010011的补码形式为11010011，-1011010的补码为10100110，+0101110的补码为10101110，-0111111的补码为11000001。相反，如11000000代表-64，01111111代表+127，01011011代表+91，11111111代表-1。 原码、反码和补码之间的关系是单片机运算的基础。例如，当原码为01111111B时，其反码和补码都是01111111B，表明这是一个非负数。而10000000B的原码，反码是11111111B，补码是00000000B，这表示-128。对于10001111B，原码和反码分别是10001111B和11110000B，补码是11110001B，这是-15的补码表示。同样，10000010B的原码转换为反码是11111101B，补码是0FEH，代表-2。 二进制补码用于表示有符号数，其中全1表示最大的负数，例如11111111B表示-1，而01111111B表示+127。其他如10000011B代表-19，11111100B表示-4，而00000011B则表示+3。 这些习题涵盖了单片机应用技术中的基础理论，对于理解和实践单片机编程具有重要意义。通过解决这些问题，学生可以深入理解单片机的工作原理及其在实际应用中的操作。