1.10.1-单片机中常用数制（教案）-《单片机技术与应用》同步教学（化学工业出版社）

教案 编号：PTzZ-169 流水号：168 （首页）共 4页 课程 《单片机技术与应用》 一体化 理论 章节（课题）及内容 单片机中常用数制 班级日期 中职 2024.04 授课方式 讲授与任务驱动相结合 课时 1 作业题数 1 拟用时间 40分钟 教学目标 使学生理解以下理论知识： · 掌握二进制、十进制和十六进制之间的转换方法。 · 理解单片机中为什么使用二进制和十六进制。 · 熟悉单片机编程中常用的数制表示方法。 教学资源准备 多媒体设备 课本教材 学生练习素材 教学重点 1. 二进制、十进制和十六进制之间的转换。 2. 单片机中数制的应用。 教学难点 1. 负数的二进制补码表示。 2. 十六进制数的快速转换方法。 教学方法 讲授法、任务驱动法、演示法、体验探究法等。 1. 讲授法：通过讲解数制的基本概念和转换方法，为学生打下理论基础。 2. 实例分析法：通过具体的例子，让学生掌握数制转换的应用。 3. 小组讨论法：鼓励学生分组讨论，共同解决问题，培养团队合作精神。 授课教师： 审阅签名： 教学过程 教学活动内容 时间分配教学方法 课前导入 1. 提问：计算机内部为什么使用二进制？ 2. 简要介绍单片机的应用领域和发展前景。 2分钟 讲授新课 练习指导 在单片机编程中，常用的数制表示方法主要有二进制、十进制和十六进制。以下是关于这三种数制在单片机编程中的应用和表示方法的详细介绍： 1. 二进制（Binary） 二进制是计算机内部最常用的数制，因为计算机的基本组成单元是二极管（晶体管），只有两种状态：导通（1）和截止（0）。因此，二进制数非常适合表示计算机内部的数据和信息。 在单片机编程中，二进制数以0和1的组合表示。例如，二进制数1011表示的十进制数为11（1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 1×2⁰）。 2. 十进制（Decimal） 十进制是我们日常生活中最熟悉的数制，因为它基于10个数字（0-9）。然而，在单片机编程中，十进制数不常用于直接表示内存中的数据，而是用于表示程序中的变量值、寄存器设置等。 在单片机编程语言（如C语言）中，可以使用十进制数来初始化变量或设置寄存器的值。例如，int a = 10; 表示将十进制数10赋值给变量a。 3. 十六进制（Hexadecimal） 十六进制是一种基数为16的数制，它使用了0-9和A-F共16个字符来表示数值。在单片机编程中，十六进制数常用于表示内存地址、寄存器值和数据。相较于二进制数，十六进制数更简洁，便于阅读和表示。 在单片机编程语言中，十六进制数以0x或0X开头，后跟十六进制数字。例如，0x1A表示的十进制数为26（1×16¹ + 10×16⁰）。 总结： - 二进制：计算机内部最常用的数制，以0和1的组合表示。 - 十进制：日常生活中最熟悉的数制，用于表示程序中的变量值、寄存器设置等。 - 十六进制：基数为16的数制，常用于表示内存地址、寄存器值和数据，以0x或0X开头。 在单片机编程中，熟练掌握这三种数制及其表示方法对于编写高效、易懂的程序至关重要。 计算机内部使用二进制的原因主要有以下几点： 1. **技术实现简单**：计算机是由逻辑电路组成的，逻辑电路通常只有两个状态，即开关的接通与断开，这两种状态正好可以用1和0表示。 2. **适合逻辑运算**：逻辑运算中有“真”和“假”两个值，正好可以用1和0来表示。 3. **易于进行转换**：二进制与十进制数易于互相转换。 4. **抗干扰能力强。可靠性高**：因为二进制中只使用0和1两个数字，传输和处理时不易出错，因而可以保障计算机具有很高的可靠性。 5. **简化运算规则**：与十进制数相比，二进制数的运算规则要简单得多，这不仅可以使计算机和运算相关的结构得到简化，而且有利于提高运算速度。 单片机的应用领域非常广泛，包括： 1. **仪器仪表**：用于各种测量和控制设备的智能化。 2. **家用电器**：如全自动洗衣机、空调、电视等的控制。 3. **医用设备**：如心电图机、呼吸机等医疗设备的控制。 4. **航空航天**：用于导弹导航装置、飞机仪表的控制等。 5. **专用设备**：如工业自动化过程的实时控制和数据处理。 6. **智能化管理及过程控制**：如智能IC卡、程控玩具、电子宠物等。 单片机的发展前景也非常广阔。随着科技的进步和智能化需求的增加，单片机将在各个领域得到更广泛的应用。未来，单片机在性能上可能会与Linux相提并论，具有更高的处理能力和更低的功耗。同时，单片机的开发周期也将缩短，使得更多的创新和应用成为可