微型计算机与单片机：原码、反码和补码解析

"原码、反码和补码是计算机中表示二进制数正负的三种方式，主要用于处理负数。在计算机系统中，每个二进制数字由一个符号位和数值位组成，其中最高位D7作为符号位，D7为1表示负数，D7为0表示正数。剩余的位D6到D0则用来表示数值大小。了解这些编码方式对于理解计算机内部如何进行数值计算至关重要。 原码是最直观的表示方法，正数的原码就是其二进制形式，而负数的原码是在最高位设置为1，其余位保持不变。例如，二进制数0101表示十进制数5，而-5的原码为1101，其中最高位1表示负号。 反码是为了解决负数减法的问题，正数的反码与原码相同，但负数的反码是在原码的基础上，除了符号位外的所有位取反（0变1，1变0）。以-5为例，其原码为1101，反码则是1010（不包括符号位的取反）。 补码是实际计算机中用于表示负数的标准方式，它解决了反码无法表示-0的问题。正数的补码仍然与其原码相同，负数的补码是其反码基础上加1。因此，-5的补码是1011，这是通过将-5的反码1010加1得到的。 在微型计算机系统中，如单片机，这些编码方式被广泛应用。单片机是一种集成了CPU、内存和I/O接口的小型计算机系统，它们在各种领域都有广泛的应用，如家用电器的智能化、办公自动化设备、商业营销设备、工业自动化控制、通信产品、仪表、汽车电子、航空航天系统等。随着技术的发展，单片机呈现出8位为主流、CMOS化、OTPROM/FlashROM存储、串行扩展总线、RISC架构、低功耗管理、个性化发展、专用型单片机以及内置软件等趋势。 单片机系统通常由硬件和软件两部分组成。硬件包括微处理器（含有寄存器阵列、运算器和控制器）、总线（数据总线、地址总线和控制总线）以及存储器（如ROM和RAM），而软件则是管理和使用这些硬件的程序。这样的系统设计使得单片机能够高效、可靠地执行各种控制和数据处理任务。"