1.5-1.7 二进制编码的十进制数、ASCII 字符代码及其他常用的编码举例（课件）-《计算机原理》(电工版第五版) 同步精品课堂

计算机原理 -第6课时- 电工版第五版 二进制编码的十进制数、ASCII 字符代码及其他常用的编码举例 教学目标 掌握 8421 BCD 码的概念、转换及运算方法 了解 ASCII 字符代码的编码规则和应用 熟悉汉字的国标码、机内码和机外码的相关知识 教学重难点 8421 BCD 码与十进制数的转换及运算规则 汉字的国标码、机内码和机外码的概念 BCD 码运算的修正规则 让我们一起开启单片机的学习之旅。 导入新课 在计算机中，如何用二进制数表示十进制数和字符呢？ 视频中提到了8421 BCD 码、ASCII 字符代码的出现是为了解决什么问题？ 让我们一起学习 8421 BCD 码、ASCII 字符代码以及汉字编码的相关知识 新知讲授 8421 BCD 码概述 在日常生活中，我们用十进制数（0-9）记录日期、价格，用字母、汉字交流信息，但计算机只能识别二进制数（0 和 1）。那么问题来了： 超市收款机如何将我们输入的 “19.9 元”（十进制）转换成二进制信号？​ 我们在键盘上按下 “a” 键，计算机又是如何识别这个字符并在屏幕上显示的？​ 手机输入 “你好” 时，背后的编码逻辑和英文输入有什么不同？ 二进制编码的十进制数 二 - 十进制编码（BCD 码）用二进制数表示十进制数，保留 “逢 10 进 1” 的关系，通常以 8421 为权进行编码，1 位十进制数用 4 位二进制数表示。 新知讲授 8421 BCD 码 - 十进制数与 BCD 码对照表 十进制数 BCD 码 十进制数 BCD 码 0 0000 8 1000 1 0001 9 1001 2 0010 10 00010000 3 0011 11 00010001 4 0100 12 00010010 5 0101 13 00010011 6 0110 14 00010100 7 0111 15 00010101 新知讲授 示例 1：将 [867.54]10转换成 BCD 码 转换步骤：​ 拆分十进制数的整数部分和小数部分：整数部分 “867” 拆分为 8、6、7；小数部分 “54” 拆分为 5、4​ 按对照表查找每位对应的 4 位 BCD 码：8→1000，6→0110，7→0111；5→0101，4→0100​ 组合结果（整数部分从高位到低位，小数部分从高位到低位）： [867.54]10 = [100001100111.01010100] BCD 8421 BCD 码 - 转换示例 新知讲授 示例 2：将[1101 0101 10.0101 0011 0110] BCD 转换成十进制数 转换步骤：​ 以小数点为界，将 BCD 码按 4 位一组拆分（整数部分高位补 0，小数部分低位补 0）：​整数部分：0011、0101、0110；小数部分：0101、0011、0110​ 每组 4 位 BCD 码对应一位十进制数：0011→3，0101→5，0110→6；0101→5，0011→3，0110→6​ 组合结果：[1101 0101 10.0101 0011 0110] BCD = [356.536]10 8421 BCD 码 - 转换示例 新知讲授 BCD 码本质是 “十进制数的二进制编码形式”，因此与二进制、十六进制等进制转换时，需以十进制数为中间桥梁，避免直接转换导致错误。 其他进制数 → 十进制数 → BCD 码（正向转换）； BCD 码 → 十进制数 → 其他进制数（反向转换） 示例：将 1FDH（十六进制）转换成 BCD 码​ 8421 BCD 码 - 与其他进制数的转换 转换流程： 步骤 1：十六进制转十进制​ 1FDH = 1×16² + 15×16¹ + 13×16⁰ = 256 + 240 + 13 = 50910 ​ 步骤 2：十进制转 BCD 码​ 50910 拆分为 5、0、9，对应 BCD 码 0101、0000、1001，组合为：​ [1FD]16 = [509]10 = [0101 0000 1001] BCD 新知讲授 在计算机中，BCD 码的存储分为两种常见格式，核心区别在于 “一个字节存储几位十进制数”： 组合式（压缩的）BCD 码格式 两位十进制数存放在一个字节中。例如，数 82 的存放格式为 1000 0010。 分离式（非压缩的）BCD 码格式 每位数存放在 8 位字节的低 4 位部分，高 4 位部分的内容与数值无关。例如，数 82 的存放格式为 uuuu1000 uuuu0010（u 表示任意值）。 8421 BCD 码 - 存储格式 新知讲授 加法运算问题 计算机默认按二进制规则运算（4 位一组 “逢 16 进 1”），但 BCD 码需遵循十进制规则（4 位一组 “逢 10 进 1”），两者的进位差异会导致直接运算结果出错，具体问题如下： 当两个 4 位 BCD 码相加时，若结果满足以下两种情况，会出现偏差：​ 相加结果＞9（如 6+5=11，BCD 码 0110+0101=1011，二进制结果 11 对应十进制 11，比正确 BCD 结果 11（0001 0001）少 6）​ 相加结果≥16（如 9+8=17，BCD 码 1001+1000=1 0001，二进制进位 1 对应 16，比十进制进位 10 多 6，结果高位多 1，低位少 6） BCD 码的运算 - 加法运算问题 新知讲授 加法修正规则 为解决二进制运算与十进制规则的偏差，需按以下规则对运算结果进行 “加 6 修正”（6 的 BCD 码为 0110）： ① 无进位但结果超 9：任意两个对应位 BCD 数相加，若向高一位无进位（即结果≤15），但结果＞9（如 10-15），则该位加 6 修正​ ② 有进位（结果≥16）：若相加结果向高一位有进位（即结果≥16），无论该位结果是否超 9，均需加 6 修正​ ③ 低位修正影响高位：若低位修正后（加 6），导致高位 BCD 数相加结果超 9 或有进位，需对高位再次进行加 6 修正 BCD 码的运算 - 加法运算问题 新知讲授 示例：用 BCD 码求 35 + 21 步骤 1：将十进制数转换为 BCD 码​ 35 → 0011 0101，21 → 0010 0001​ 步骤 2：按二进制规则相加​ 0011 0101（35）​ 0010 0001（21）​ = 0101 0110（二进制结果 86，对应 BCD 码 0101 0110）​ 步骤 3：判断是否修正​ 低 4 位：0101+0001=0110（6≤9，无进位）；高 4 位：0011+0010=0101（5≤9，无进位）​→ 无需修正，最终结果：0101 0110（56）。 BCD 码的运算 - 加法示例 新知讲授 减法运算修正 BCD 码减法运算的核心问题的是 “借位差异”：计算机按二进制规则借位（借 1 做 16），但 BCD 码需按十进制规则借位（借 1 做 10），导致有借位时结果比正确值多 6，需通过 “减 6 修正” 弥补偏差。 两个 BCD 码相减时，若低位向高位有借位（即二进制借位发生），则对发生借位的那一组 BCD 码 “减 6”（6 的 BCD 码为 0110），无借位则结果直接有效。 BCD 码的运算 - 减法运算修正 新知讲授 概述 计算机中的每个字符都是按某种规则用一组二进制编码表示的。目前微型计算机中应用最普遍的是美国标准信息交换码（ASCII）。 如今，ASCII 码已成为全球微型计算机中最通用的字符编码标准，广泛应用于键盘输入、文件存储、网络数据传输等场景。无论是我们在文档中输入的英文字母，还是浏览器中显示的数字符号，底层均以 ASCII 码的形式存储和处理。 ASCII 字符代码 新知讲授 编码规则 ASCII 码的核心编码逻辑基于 7 位二进制数，具体规则如下： 编码长度：用 7 位二进制数表示一个字符，共可表示 2⁷=128 种不同字符（编码范围 0000000-1111111，对应十六进制 00H-7FH）​ 字节存储：计算机存储时通常用 1 个字节（8 位）存放 ASCII 码 字符分布：128 个字符按功能分为两类（控制字符和可显示字符），编码值从小到大依次为控制字符（00H-1FH）、可显示字符（20H-7FH） ASCII 字符代码 - 编码规则 新知讲授 可显示字符（共 95 个，编码 20H-7FH） 可通过键盘输入，在显示器或打印机上呈现具体字形，是日常文本处理的核心字符 空格字符：编码 20H，用于文本排版中的字符间隔​ 数字字符：0-9，编码 30H-39H（如 “0” 对应 30H，“9” 对应 39H，编码值连续递增）​ 大写英文字母：A-Z，编码 41H-5AH（如 “A” 对应 41H，“Z” 对应 5AH，差值为 25）​ 小写英文字母：a-z，编码 61H-7AH（如 “a” 对应 61H，“z” 对应 7AH，与大写字母相差 20H）​ 符号字符：如 “+”（2BH）、“=”（3DH）、“!”（21H）等，分布在 21H-2FH、3AH-40H、5BH-60H、7BH-7FH 区间 ASCII 字符代码 - 字符分类 新知讲授 非显示字符（共 33 个，编码 00H-1FH、7FH） 不显示具体字形，主要用于控制输入输出设备（如键盘、显示器、打印机）的工作状态 回车符（CR，0DH）：使光标回到当前行的起始位置​ 换行符（LF，0AH）：使光标下移到下一行的同一列​ 退格符（BS，08H）：删除光标左侧的一个字符​ 空字符（NUL，00H）：表示无有效字符，常用于字符串结束标记 ASCII 字符代码 - 字符分类 美国国家标准协会（ANSI）于 1963 年制定了美国标准信息交换码（ASCII 码），并在 1967 年正式发布。 新知讲授 汉字编码 计算机能处理众多汉字，是因为每个汉字都有各自的编码。 汉字的编码有机内码和机外码两类，机内码是汉字的标识码，机外码用于汉字的输入。 其他常用的编码举例 国标码 我国在 1981 年公布了国家标准 GB 2312—1980《信息交换用汉字编码字符基本集》，简称国标码。每个汉字用两个字节（各使用 7 位二进制数）表示，第一个字节表明字符位于哪一区，第二个字节表明该字符在本区内的哪一位。基本字符集共有 94 区，每区有 94 位。 新知讲授 机内码 机内码以 GB 2312—1980 码为基础，为使该码与 ASCII 码有所区别，将汉字国标码每个字节的最高位置 1，作为该汉字的机内码。例如，“阿” 字的国标码是 3022H，其机内码为 0BOA2H。 其他常用的编码举例 机外码 目前常用的机外码主要有区位码、国标码、首尾码、拼音码和五笔字型等。 随堂检测1 将十进制数 56 转换为 8421 BCD 码。 答案：01010110 简述 ASCII 码中可显示字符和非显示字符的用途。 答案：可显示字符可从键盘输入、屏幕显示和打印机打印；非显示字符主要用于控制输入 / 输出设备。 练一练 随堂检测2 用 BCD 码计算 23 + 47，并进行修正。 答案：0111 0110（76） 已知某汉字的国标码为 4567H，求其机内码。 答案：C5E7H 练一练 师生互动 1 结合 8421 BCD 码运算修正规则、ASCII 码分类及汉字编码逻辑，分析不同编码在计算机处理数与字符时的适配性差异。 课题小结 1. 8421 BCD 码 二进制编码的十进制数、ASCII 字符代码及其他常用的编码举例 2. ASCII 字符代码 概述 编码规则 字符分类 8421 BCD 码概述 存储格式 BCD 码的运算 汉字编码 国标码 机内码 机外码 3. 其他常用的编码举例 加法运算问题 加法修正规则 减法运算修正 计算机处理方式 谢谢观看 THANKS UTC 2025-10-27 10:17:45 Lavf58.76.100 $